luiz carlos giroldo edifício residencial de múltiplos

LUIZ CARLOS GIROLDO
EDIFÍCIO RESIDENCIAL DE MÚLTIPLOS PISOS: ANÁLISE COMPARATIVA DE
CUSTOS DE SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO PARA O PAVIMENTO
TIPO.
Dissertação
apresentada
como
requisito parcial à obtenção do grau de
Mestre
em
Programa
de
Construção
Civil,
Pós-Graduação
do
em
Construção Civil, Setor de Tecnologia,
Universidade Federal do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Antonio
Marino
CURITIBA
2007
TERMO DE APROVAÇÃO
LUIZ CARLOS GIROLDO
EDIFÍCIO RESIDENCIAL DE MÚLTIPLOS PISOS: ANÁLISE COMPARATIVA DE
CUSTOS DE SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO PARA O PAVIMENTO
TIPO.
Dissertação aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre no
Programa de Pós-Graduação em
Construção Civil,
Setor de Tecnologia,
Universidade Federal do Paraná, pela seguinte banca examinadora:
Orientador:
Prof. Dr. Marcos Antônio Marino
Programa de Pós-Graduação em Construção Civil - UFPR
Examinadores:
Prof. Dr. Mauro Lacerda Santos Filho
Programa de Pós-Graduação em Construção Civil - UFPR
Prof. Dr. Roberto Dalledone Machado
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica PUC-PR
Wilson Picheth Gheur
Prof. engenheiro civil - UFPR
Curitiba, 05 de abril de 2007
DEDICATÓRIA
A Deus e a minha família
AGRADECIMENTO
Ao Professor Marcos Antonio Marino pela orientação e dedicação durante o
desenvolvimento deste trabalho.
Aos professores, colegas e funcionários do curso do Programa de PósGraduação em Construção Civil.
Aos professores Antonio Stramandinoli Jr e Mauro Tetsuo Kawai, colegas
do Departamento de Construção Civil da UFPR, pelo incentivo na realização dessa
empreitada.
Aos engenheiros e funcionários da empresa Kalkulo Projetos Estruturais
Ltda, pela ajuda nos detalhamentos e desenhos dos projetos analisados neste
trabalho.
Ao amigo e colega de turma Paulo V. Guimarães Jr, pela presteza e
dedicação que contribuiu para essa minha realização.
Aos amigos e colegas de turma Roberto Stramandinoli e Izan Gomes de
Lacerda, pela ajuda na pesquisa e no artigo publicado.
Ao amigo engenheiro Miguel Murad, pela colaboração nos orçamentos dos
sistemas estruturais objeto deste trabalho.
Ao amigo engenheiro Luis Aurélio Fortes da Silva da empresa TQS
Informática Ltda, pelo auxilio nos cálculos das lajes protendidas.
A professora Aparecida Nicoletti Gilioli, pela verificação e correção
gramatical dos textos.
E finalmente, a minha querida esposa Suely e aos meus filhos Fernanda,
Flávia e Giancarlo pelo amor, paciência, dedicação, compreensão e incentivo.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
RESUMO
ABSTRACT
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 15
1.1 CONCEITUANDO PROJETO DE EDIFÍCIOS ................................................... 15
1.2 PROBLEMA DA PESQUISA ............................................................................. 18
1.3 OBJETIVO DA PESQUISA................................................................................ 18
1.4 HIPÓTESE DA PESQUISA ............................................................................... 18
1.5 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA ....................................................................... 19
1.5.1 Ambiental........................................................................................................ 19
1.5.2 Econômica...................................................................................................... 20
1.5.3 Social.............................................................................................................. 20
1.5.4 Tecnológica .................................................................................................... 21
1.6 MÉTODO DE PESQUISA.................................................................................. 21
1.6.1 Outros métodos de pesquisas ........................................................................ 22
1.6.2 Unidade de análise ......................................................................................... 22
1.6.3 Limitações da pesquisa .................................................................................. 23
1.7 DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA.............................................................. 23
1.7.1 Protocolo de coleta de dados ......................................................................... 24
1.7.2 Estratégia de validação interna e externa....................................................... 25
1.8 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO .................................................................... 25
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................ 27
2.1 INTRODUÇÃO................................................................................................... 27
2.2 ANÁLISE DE CUSTOS DAS ESTRUTURAS .................................................... 29
2.3 MATERIAIS QUE SERÃO USADOS NAS LAJES DOS MODELOS ................. 45
2.3.1 Formas plásticas (moldes plásticos).............................................................. .45
2.3.2 O EPS – poliestireno expandido ..................................................................... 46
2.4 ESTRUTURAS DE CONCRETO PROTENDIDO .............................................. 47
2.5 DIRETRIZES PARA DESENVOLVIMENTO DO PROJETO ESTRUTURAL..... 48
2.5.1 Concepção estrutural...................................................................................... 48
2.5.1.1 Recomendações de alguns parâmetros para os elementos estruturais ...... 48
2.5.2 Desenvolvimento do projeto estrutural ........................................................... 49
2.5.2.1 Normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT.................. 49
2.5.2.2 Qualidade e durabilidade............................................................................. 50
2.5.2.3 Dimensões limites........................................................................................ 52
2.5.2.4 Deslocamentos limites................................................................................. 53
3 METODOLOGIA................................................................................................... 55
3.1 INTRODUÇÃO................................................................................................... 55
3.2 O SOFTWARE CAD/TQS E AS AÇÕES UTILIZADAS NO CÁLCULO
ESTRUTURAL DOS MODELOS ....................................................................... 56
3.2.1 O software CAD/TQS ..................................................................................... 56
3.2.2 Ações utilizadas - carregamentos................................................................... 57
4 APRESENTAÇÃO DO PROJETO ARQUITETÔNICO E DO PROJETO
ESTRUTURAL ..................................................................................................... 58
4.1 INTRODUÇÃO................................................................................................... 58
4.2 PROJETO ARQUITETÔNICO ........................................................................... 58
4.2.1 Pavimento térreo ............................................................................................ 59
4.2.2 Primeiro pavimento......................................................................................... 60
4.2.3 Pavimento tipo ................................................................................................ 61
4.2.4 Pavimento de cobertura do tipo e casa de máquinas ..................................... 62
4.2.5 Pavimento de cobertura da casa de máquinas, barrilete,caixa d`água e corte
esquemático do edifício.................................................................................. 63
4.3 PROJETO ESTRUTURAL................................................................................. 64
4.3.1 Modelo 01 – sistema estrutural convencional com laje maciça ...................... 64
4.3.1.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 01 .............................. 65
4.3.1.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 01 .......................... 66
4.3.1.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 01.................................. 67
4.3.1.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 01 ................... 68
4.3.1.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifício do modelo 01................................ 69
4.3.2 Modelo 02 – sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento blocos de concreto ................................................... 70
4.3.2.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 02 .............................. 72
4.3.2.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 02 .......................... 73
4.3.2.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 02.................................. 74
4.3.2.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 02 ................... 75
4.3.2.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 02................................ 76
4.3.3 Modelo 03 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas ....................................................... 77
4.3.3.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 03 .............................. 78
4.3.3.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 03 .......................... 79
4.3.3.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 03.................................. 80
4.3.3.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 03 ................... 81
4.3.3.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 03................................ 81
4.3.4 Modelo 04 - sistema estrutural com laje nervurada utilizando como material de
enchimento EPS (poliestireno expandido - isopor)......................................... 82
4.3.4.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 04 .............................. 83
4.3.4.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 04 .......................... 84
4.3.4.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 04.................................. 85
4.3.4.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 04 ................... 86
4.3.4.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 04................................ 86
4.3.5 Modelo 05 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas ....................................................... 87
4.3.5.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 05 .............................. 88
4.3.5.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 05 .......................... 89
4.3.5.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 05.................................. 90
4.3.5.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 05 .................. 91
4.3.5.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 05................................ 91
4.3.6 Modelo 06 - sistema estrutural com laje lisa maciça com o uso de protensão
não aderente (monocordoalha engraxada) .................................................... 92
4.3.6.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 06 .............................. 94
4.3.6.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 06 .......................... 95
4.3.6.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 06.................................. 96
4.3.6.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 06 ................... 97
4.3.6.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 04................................ 97
4.4 RESUMOS QUANTITATIVOS DOS MATERIAIS APLICADOS DOS
MODELOS ........................................................................................................ 98
4.4.1 Modelo 01....................................................................................................... 98
4.4.2 Modelo 02....................................................................................................... 98
4.4.3 Modelo 03....................................................................................................... 99
4.4.4 Modelo 04....................................................................................................... 99
4.4.5 Modelo 05..................................................................................................... 100
4.4.6 Modelo 06..................................................................................................... 100
5 ANÁLISE DE CUSTOS DOS MODELOS ......................................................... 101
5.1 CONSUMO DE MATERIAIS E ÍNDICES......................................................... 101
5.1.1 Consumo de materiais e índices dos modelos ............................................. 101
5.1.1.1 Consumos de concreto, aço e formas dos modelos .................................. 103
5.2 ANÁLISE DE CUSTOS.................................................................................... 105
5.2.1 Custo global e prazo de execução do modelo 01 ......................................... 106
5.2.2 Custo global e prazo de execução do modelo 02 ......................................... 107
5.2.3 Custo global e prazo de execução do modelo 03 ......................................... 107
5.2.4 Custo global e prazo de execução do modelo 04 ......................................... 108
5.2.5 Custo global e prazo de execução do modelo 05 ......................................... 108
5.2.6 Custo global e prazo de execução do modelo 06 ......................................... 109
5.3 COMPARATIVO DO CUSTO DOS MODELOS............................................... 109
5.4 COMPARATIVO DO CUSTO DOS MODELOS COM O CUSTO DA
EDIFICAÇÃO................................................................................................... 110
6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES........................................................................ 112
6.1 CONCLUSÕES................................................................................................ 112
6.2 SUGESTÕES PARA DESENVOLVIMENTO DE TRABALHOS FUTUROS ... 113
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 115
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - POSSIBILIDADE DE INTERVENÇÃO NO EMPREENDIMENTO E OS
CUSTOS ACUMULADOS AO LONGO DAS ETAPAS DE
PRODUÇÃO ....................................................................................... 16
FIGURA 2 - DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA ............................................... 23
FIGURA 3 - GRÁFICO DO COMPARATIVO ENTRE AS LAJES ........................... 37
FIGURA 4 - ANÁLISE DE CUSTO ......................................................................... 39
FIGURA 5 - DETALHE DAS LAJES COM USO DE FORMAS PLÁSTICAS .......... 46
FIGURA 6 - PLANTAS DAS LAJES E SEÇÃO TRANVERSAL GENÉRICA .......... 46
FIGURA 7 - SEÇÃO TRANSVERSAL DA LAJE COM EPS ................................... 46
FIGURA 8 - MONTAGEM DE UMA LAJE COM MONOCORDOALHAS ................ 47
FIGURA 9 - ARQUITETÔNICO DO PAVIMENTO TÉRREO.................................. 59
FIGURA 10 - ARQUITETÔNICO DO PRIMEIRO PAVIMENTO ............................... 60
FIGURA 11 - ARQUITETÔNICO DO PAVIMENTO TIPO ........................................ 61
FIGURA 12 - ARQUITETÔNICO DO PAVIMENTO DE COBERTURA DO TIPO E
C. MAQ............................................................................................... 62
FIGURA 13 - ARQUITETÔNICO DO PAVIMENTO DE COBERTURA DA C.MAQ,
BARRILETE, CAIXA D`ÁGUA E CORTE ESQUEMÁTICO
DO PRÉDIO........................................................................................ 63
FIGURA 14 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO
MODELO 01 ....................................................................................... 65
FIGURA 15 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO
MODELO 01 ....................................................................................... 66
FIGURA 16 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO
MODELO 01 ....................................................................................... 67
FIGURA 17 - FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 01....... 68
FIGURA 18 - FORMAS DOS ESTRUTURAIS DO PISO E DA COBERTURA DA
C.MAQ, CAIXA D`ÁGUA E CORTE ESQUEMÁTICO DOEDIFÍCIO
DO MODELO 01................................................................................. 69
FIGURA 19 - DETALHE DAS LAJES NERVURADAS DO MODELO 02.................. 70
FIGURA 20 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO
MODELO 02 ....................................................................................... 72
FIGURA 21 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO
MODELO 02 ....................................................................................... 73
FIGURA 22 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO
MODELO 02 ....................................................................................... 74
FIGURA 23 - FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 02....... 75
FIGURA 24 - FORMAS DOS ESTRUTURAIS DO PISO E DA COBERTURA DA
C.MAQ, CAIXA D`ÁGUA E CORTE ESQUEMÁTICO DO EDIFÍCIODO
MODELO 02 ....................................................................................... 76
FIGURA 25 - DETALHE DAS LAJES NERVURADAS DO MODELO 03.................. 77
FIGURA 26 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO
MODELO 03 ....................................................................................... 78
FIGURA 27 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO
MODELO 03 ....................................................................................... 79
FIGURA 28 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO
MODELO 03 ....................................................................................... 80
FIGURA 29 - FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 03....... 81
FIGURA 30 - DETALHE DAS LAJES NERVURADAS DO MODELO 04.................. 82
FIGURA 31 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO
MODELO 04 ....................................................................................... 83
FIGURA 32 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO
MODELO 04 ....................................................................................... 84
FIGURA 33 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO
MODELO 04 ....................................................................................... 85
FIGURA 34 - FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 04....... 86
FIGURA 35 - DETALHE DAS LAJES NERVURADAS DO MODELO 05.................. 87
FIGURA 36 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO
MODELO 05 ....................................................................................... 88
FIGURA 37 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO
MODELO 05 ....................................................................................... 89
FIGURA 38 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO
MODELO 05 ....................................................................................... 90
FIGURA 39 - FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 05....... 91
FIGURA 40 - CABOS POSICIONADO NAS FORMAS EM FAIXAS E DISTRIBUÍDOS
REGULARMENTE.............................................................................. 93
FIGURA 41 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO
MODELO 06 ....................................................................................... 94
FIGURA 42 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO
MODELO 06 ....................................................................................... 95
FIGURA 43 - FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO
MODELO 06 ....................................................................................... 96
FIGURA 44 - FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 06....... 97
FIGURA 45 - CONSUMOS DE CONCRETO, AÇO E FORMAS DOS MODELOS 103
FIGURA 46 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 01 ........... 106
FIGURA 47 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 02 ........... 107
FIGURA 48 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 03 ........... 107
FIGURA 49 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 04 ........... 108
FIGURA 50 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 05 ........... 108
FIGURA 51 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 06 ........... 109
FIGURA 52 - CUSTO COMPARATIVO DOS MODELOS ...................................... 110
LISTA DE TABELAS
TABELA
TABELA
TABELA
TABELA
TABELA
TABELA
1 - CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP1) ..................................... 29
2 - CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP1).................................................. 29
3 - CUSTO DA FORMA DA OPÇÃO (OP1) ............................................. 30
4 - CUSTO TOTAL DA OPÇÃO (OP1) .................................................... 30
5 - CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP2) ..................................... 30
6 - CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP2).................................................. 30
TABELA 46 - COMPARATIVO DE CUSTOS PARA O EDIFÍCIO (C) EM (R$) ........ 44
TABELA 47 - RESULTADOS DOS PILARES........................................................... 44
TABELA 48 - CUSTO TOTAL PARA OS PILARES.................................................. 45
TABELA 49 - RESULTADO DAS VIGAS.................................................................. 45
TABELA 50 - RESULTADOS DAS LAJES ............................................................... 45
TABELA 51 - CUSTO TOTAL PARA AS VIGAS E LAJES ....................................... 45
TABELA 52 - CLASSES DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL.................................. 50
TABELA 53 - CORRESPONDÊNCIA ENTRE CLASSE DE AGRESSIVIDADE E
QUALIDADE DO CONCRETO ........................................................... 50
TABELA 54 - CORRESPONDÊNCIA ENTRE CLASSE DE AGRESSIVIDADE
$0%,(17$/(&2%5,0(172120,1$/3$5$
ûF PP ............. 51
TABELA 55 - EXIGÊNCIAS DE DURABILIDADE RELACIONADAS À FISSURAÇÃO
E À PROTENÇÃO DA ARMADURA, EM FUNÇÃO DAS CLASSES DE
AGRESSIVIDADE AMBIENTAL ......................................................... 51
TABELA 56 - VALORES DO COEFICIENTE ADICIONAL (γγn ) ................................ 52
TABELA 57 - LIMITES PARA DESLOCAMENTOS.................................................. 54
TABELA 58 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 01........... 98
TABELA 59 - FUNDACÃO DO MODELO 01............................................................ 98
TABELA 60 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 02........... 98
TABELA 61 - CONSUMO DE BLOCOS DE CONCRETO DO MODELO 02 ............ 98
TABELA 62 - FUNDAÇÃO DO MODELO 02............................................................ 98
TABELA 63 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 03........... 99
TABELA 64 - CONSUMO DE FORMAS PLÁTICAS DO MODELO 03..................... 99
TABELA 65 - FUNDAÇÃO DO MODELO 03............................................................ 99
TABELA 66 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 04........... 99
TABELA 67 - CONSUMO DE EPS (ISOPOR) DO MODELO 4................................ 99
TABELA 68 - FUNDAÇÃO DO MODELO 03............................................................ 99
TABELA 69 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 05......... 100
TABELA 70 - CONSUMO DE FORMAS PLÁTICAS DO MODELO 05................... 100
TABELA 71 - FUNDAÇÃO DO MODELO 05.......................................................... 100
TABELA 72 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 06......... 100
TABELA 73 - PROTENSÃO DO MODELO 06 ...................................................... 100
TABELA 74 - FUNDAÇÃO DO MODELO 06.......................................................... 100
TABELA 75 - CONSUMO DE MATERIAIS (CONCRETO, AÇO E FORMAS) E
ÍNDICES DOS MODELOS ............................................................... 102
TABELA 76 - RESUMO DOS DEMAIS MATERIAIS PARA A COMPOSIÇÃO DE
CUSTOS DOS MODELOS ............................................................... 102
TABELA 77 - CUSTO E PRAZO DE EXEÇUCÃO DO MODELO 01...................... 106
TABELA 78 - CUSTO E PRAZO DE EXEÇUCÃO DO MODELO 02...................... 107
TABELA 79 - CUSTO E PRAZO DE EXEÇUCÃO DO MODELO 03...................... 107
TABELA 80 - CUSTO E PRAZO DE EXEÇUCÃO DO MODELO 04...................... 108
TABELA 81 - CUSTO E PRAZO DE EXEÇUCÃO DO MODELO 05...................... 108
TABELA 82 - CUSTO E PRAZO DE EXEÇUCÃO DO MODELO 06...................... 109
TABELA 83 - CUSTO COMPARATIVO DOS MODELOS ...................................... 109
TABELA 84 - COMPARATIVO DO CUSTO DOS MODELOS COM O CUSTO DA
EDIFICAÇÃO.................................................................................... 110
RESUMO
Na cadeia produtiva da construção civil a etapa de projetos é das mais importantes,
visto que as decisões tomadas nesta fase inicial contribuem na redução do custo do
empreendimento. Entre estes projetos destacamos o projeto estrutural. O projetista
estrutural ao receber o projeto arquitetônico de uma obra deve escolher qual é a
solução mais viável a ser adotada para a superestrutura, com foco no pavimento
tipo, levando-se em conta a construtibilidade e o fator custo. O presente trabalho tem
como finalidade fornecer aos projetistas e contratantes, para projetos semelhantes
ao deste trabalho, índices de consumo de materiais aplicados (concreto, aço e
formas) com os respectivos custos e as percentagens de cada superestrutura em
relação ao custo global do edifício. De um edifício residencial de múltiplos pisos a
ser executado na Região Metropolitana de Curitiba, foram analisadas duas
superestruturas distintas. A primeira, com 3 (três) sistemas diferenciados: sistema
estrutural convencional com laje maciça; com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento blocos de concreto; com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas. A segunda, cuja diferença é a majoração
dos vãos das lajes, também com 3 (três) sistemas diferenciados: sistema estrutural
com laje lisa nervurada utilizando como material de enchimento EPS (poliestireno
expandido-isopor); com laje lisa nervurada utilizando como material de enchimento
formas plásticas; com laje lisa maciça com o uso de protensão não aderente
(monocordoalha engraxada). Em todas as superestruturas analisadas foram
consideradas as fundações. No desenvolvimento do projeto estrutural utilizou-se o
software comercial de cálculo estrutural CAD/TQS. Para a composição dos custos
de cada sistema estrutural foram considerados materiais, mão-de-obra, prazo e
equipamentos para a execução. Na análise final encontrou-se uma variação
percentual de custo das estruturas de 15% a 20 % em relação ao custo total do
empreendimento.
Palavras chaves: estruturas de concreto, sistemas estruturais, custo da estrutura
em concreto, análise comparativa de custos.
ABSTRACT
In the construction business the most important stage is the designs stage, since the
decisions made in this period of time can contribute in a significant way to reduce the
cost of the construction. One of these designs, which deserve special attention, is the
structural design. Once the structural engineer begins the study of the architectural
design of a building it is necessary to find an appropriate solution to be applied to the
structural framework, with focus to the standard floor, taking into account the
constructability and the related costs. This dissertation intends to provide for the
structural engineers and contractors, materials consumption indexes, such as
concrete, steel and formworks, with their respective costs and the cost percentages
referred to the total cost construction, limited to buildings with the analogous
configurations of the case studies. Two different frameworks of residential multistorey buildings, to be constructed in the city of Curitiba, were used as reference. The
first structural framework which was analysed used three different systems: full
thickness conventional concrete slabs, waffle slabs with concrete blocks filling and
waffle slabs with plastic forms filling. The structural systems considered in the second
solution of framework were: waffle slabs with EPS filling, waffle slabs with plastic
forms filling and unbonded post-tensioned concrete, except that in this case the
spans were increased due to the options adopted. The cost to the infrastructure was
also used as a parameter in all the solutions analysed. In order to elaborate the
structural design, the commercial structural design software CAD/TQS was used.
The material, the workmanship, the time limit and the construction equipments were
included to find the cost of the structural systems studied. The final analysis showed
a variation in the costs of the structures of 15% to 20% in relation to the total cost of
the building construction.
Keywords: concrete structures, structural framework, framework construction cost,
cost analysis.
15
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONCEITUANDO PROJETO DE EDIFÍCIOS
Na cadeia produtiva da construção civil a transformação no processo
construtivo começa pela qualidade dos projetos e, entre eles podemos destacar o
projeto estrutural.
Segundo Melhado e Agopyan (1995), os conceitos e definições de projetos
estão ligados ao procedimento ou prática de projetar, podendo entender nesse
sentido o projeto como:
•
um processo para a realização de idéias que deverá passar pelas
etapas de idealização, análise e implantação;
•
um modelo de solução para resolver um determinado problema;
•
uma atividade criativa, intelectual, baseada em conhecimentos e
experiência.
Conforme as definições acima temos o enfoque de projeto como criação
mas, podemos ter também o projeto mais voltado aos resultados dos mesmos,
esboçando o seu propósito individual, social, político ou cultural. Constitui o projeto:
•
uma idéia que se forma, de executar ou realizar algo no futuro;
•
a atividade de criar propostas que transformem alguma coisa existente
em algo melhor;
•
parte e reflexo de uma atitude mais ampla de seu autor e, através dele,
do tempo em que vive.
Para os mesmos autores, quando se considera o projeto de edifícios,
acredita-se que se deva extrapolar a visão do produto ou da sua função, sendo que
o projeto deva ser encarado também sob a ótica do processo (no caso, a atividade
de construir).
Segundo Nascimento e Santos (2001), projeto pode ser definido como a
idéia que se tem para executar ou realizar algo de forma que atenda da melhor
maneira possível às necessidades do cliente, em conformidade com seus requisitos.
Para Fabrício (2002), “projeto é o resultado das atividades mentais de cada
projetista tanto quanto da interação entre os múltiplos agentes envolvidos e,
também, do ambiente técnico que suporta tais processos intelectuais”.
16
Tzortzopoulos (1999) define projeto como sendo uma atividade criativa e
muito pessoal, um processo criativo que descreve uma seqüência de tomadas de
decisões que ocorre individualmente em cada projetista. E um processo gerencial
que divide o tempo total para tomadas de decisões em fases que se desenvolvem
do geral e abstrato ao detalhado e concreto.
Para a obtenção da qualidade é fundamental que o empreendedor
(investidor) valorize a fase de projeto. Nas fases iniciais do empreendimento, as
decisões tomadas são as que apresentam maior capacidade de influenciar o custo
final, (MELHADO ; AGOPYAN,1995).
Para Hammarlund e Josephson (1992), as decisões tomadas nas fases
iniciais do empreendimento são importantes, atribuindo-lhes a principal participação
na redução do custo final, (FIGURA 1). De acordo com o gráfico, é expressiva a
importância atribuída às fases iniciais, do estudo de viabilidade ao término do
projeto, em que, apesar do baixo consumo de recursos, concentram-se boa parte
das chances de redução da incidência de erros e dos custos respectivos.
No projeto estrutural pode-se considerar a mesma análise mencionada
anteriormente. Para obter uma estrutura econômica deve-se na fase inicial que
corresponde à concepção do projeto (estudo preliminar), decidir qual sistema
estrutural a ser adotado.
FIGURA 1 - POSSIBILIDADE DE INTERVENÇÃO NO EMPREENDIMENTO E OS CUSTOS
ACUMULADOS AO LONGO DAS ETAPAS DE PRODUÇÃO
FONTE: HAMMARLUND e JOSEPHSON, 1992.
17
Elaborar o projeto estrutural significa definir o arcabouço resistente que
sustentará a obra proposta pelo projeto arquitetônico. Envolve uma série de fases,
dentro de uma seqüência chamada de “etapas de projeto”, que devem ser
desenvolvidas com critérios para que se tenha uma estrutura de qualidade e
econômica, onde deve ser destacado:
•
Concepção da estrutura
Deve ser escolhido um sistema estrutural que considere a funcionalidade e
a estética do projeto arquitetônico, o processo construtivo, os custos dos materiais a
serem utilizados e a interação com os demais projetos. Nesta etapa escolhem-se
elementos que resistirão aos carregamentos (ações), definindo a “superestrutura”
que é composta de vigas e pilares que formarão os pórticos. Nessas condições, as
lajes (diafragmas rígidos) têm a função de transmitir as cargas verticais para as
vigas e de distribuir as ações horizontais entre os pórticos.
•
Análise da Estrutura
Após concepção da estrutura o projetista faz uma análise das dimensões
inicialmente estabelecidas os elementos resistentes (vigas, lajes e pilares)
verificando os esforços solicitantes, dos deslocamentos da estrutura e das
deformações, em função das ações dos carregamentos.
•
Dimensionamento e o detalhamento
Completada a análise e a verificação dos esforços obtidos, faz-se os
dimensionamento e detalhamento dos elementos, para que a obra possa ser
executada, devendo ser obedecidas as prescrições das normas legais.
O presente trabalho tem por finalidade analisar custos de seis sistemas
estruturais para o pavimento tipo de um edifício residencial de múltiplos pisos a ser
executado na Região Metropolitana de Curitiba, Paraná.
No desenvolvimento do projeto estrutural para obter os quantitativos de
materiais aplicados (concreto, aço e formas), que farão parte da análise de custos
dos sistemas estruturais do pavimento tipo, foi utilizado o software comercial de
cálculo estrutural CAD/TQS.
18
1.2 PROBLEMA DA PESQUISA
Como escolher um sistema estrutural para o pavimento tipo de um edifício
residencial de múltiplos pisos, focando na economia, considerando os índices de
consumo de materiais aplicados, concreto, aço e formas?
1.3 OBJETIVO DA PESQUISA
Analisar e comparar o sistema estrutural mais econômico para o pavimento
tipo, considerando os índices de consumo de materiais aplicados (concreto, aço e
formas), para seis sistemas estruturais:
•
Modelo 01 – sistema estrutural convencional com laje maciça
(FIGURA 16);
•
Modelo 02 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento blocos de concreto (FIGURA 22);
•
Modelo 03 – sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas (FIGURA 28);
Nos modelos abaixo, foram retirados seis pilares em relação aos anteriores,
possibilitando um aumento dos vãos da estrutura.
•
Modelo 04 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material
de
enchimento
EPS
(poliestireno
expandido-isopor)
(FIGURA 33);
•
Modelo 05 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas (FIGURA 38);
•
Modelo 06 - sistema estrutural com laje lisa maciça com o uso de
protensão não aderente (monocordoalha engraxada) (FIGURA 43).
1.4 HIPÓTESE DA PESQUISA
Devido ao grande uso, o sistema estrutural com laje lisa nervurada
utilizando como material de enchimento blocos de concreto constitui-se o mais
econômico (Modelo 02).
19
1.5 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA
Quando o projetista estrutural recebe o projeto arquitetônico de uma obra
para desenvolver o projeto da superestrutura, devido às inovações tecnológicas e ao
grande número de novos sistemas estruturais, percebe-se a sua dificuldade em
estabelecer qual é a solução mais viável economicamente para o sistema estrutural
20
Portanto, o objetivo desta pesquisa é procurar uma solução estrutural para
pavimento tipo, procurando reduzir o consumo de materiais que causam impactos no
meio ambiente.
1.5.2 Econômica
A construção civil é um dos maiores setores da economia. No Brasil, por
exemplo, é responsável por 15% do PIB. Na América Latina, a atividade de
construção é responsável por até 11,4% dos empregos. Além disso, é o setor que
mais consome matérias primas, podendo ainda, consumir mais de 50% do total de
recursos naturais extraídos (ENTAC, 2004). Propõe-se nesta pesquisa, mostrar
alternativas para reduzir o consumo de materiais, trazendo de alguma forma,
benefícios econômicos para o setor, benefícios estes que poderão ser reaplicados
por exemplos, em investimentos na área da construção civil.
1.5.3 Social
Conforme o Ministério das Cidades (2004), o déficit habitacional meramente
quantitativo é da ordem de milhões de unidades habitacionais. O país carece de
moradias para 7,2 milhões de famílias, sendo 5,5 milhões delas em áreas urbanas.
O déficit quantitativo nas faixas de renda de até 2 salários mínimos é de 4,2
milhões de moradias, concentrado principalmente nas regiões metropolitanas. Pelos
dados censitários, este mesmo déficit sofreu retração para as faixas de renda acima
de 5 salários mínimos, passando de 15,7% do total em 1991 para 11,8% em 2000.
Como esta pesquisa procura reduzir o consumo de materiais aplicados
(concreto, aço e formas) do pavimento tipo, colaborando de alguma forma na
redução dos custos das edificações, e conseqüentemente dando oportunidade às
famílias de adquirirem suas moradias, cumprindo a função social a que a construção
civil se propõe.
21
1.5.4 Tecnológica
Segundo França e Fusco (1997), nos edifícios de múltiplos pisos, as lajes
respondem por elevada parcela do consumo de concreto. No caso de lajes maciças,
esta parcela chega usualmente a quase dois terços do volume total da estrutura. Por
esta razão e pelo fato das lajes possuírem muito baixo fator de eficiência, torna-se
oportuno a utilização de lajes nervuradas que consomem menos concreto.
1.6 MÉTODO DE PESQUISA
O método de pesquisa adotado foi o estudo de caso. Segundo YIN (2005),
o estudo de caso é uma pesquisa empírica adequada quando são examinados
acontecimentos contemporâneos e que não se podem manipular comportamentos
relevantes.
Segundo o mesmo autor, o método de estudo de caso pode lidar com uma
ampla variedade de evidências, tais como documentos, artefatos, entrevistas e
observações.
Para Robson (1993), a metodologia de estudo de caso deve estudar um
caso específico e isolado, e que envolva uma investigação empírica de um
fenômeno particular contemporâneo, inserido no contexto da vida real.
A escolha deste método deve-se ao fato dele estar relacionado com
questões do tipo “como” e “por que”, em situações nas quais o pesquisador tem
pouco controle sobre os eventos pesquisados (YIN, 2005).
Portanto, o método de estudo de caso é o mais indicado para se chegar à
resolução do problema de pesquisa do presente trabalho. Isto porque o problema de
pesquisa escolhido coloca questões do tipo “como”, exigindo um detalhamento sobre
o fato pesquisado, mesmo não sendo possível a definição exata entre este e seu
contexto, em função da singularidade do tema proposto.
Para o desenvolvimento desta pesquisa foi feita uma revisão bibliográfica,
com os materiais já publicados, constituídos de livros, artigos científicos, periódicos e
outros relatos disponibilizados na Internet.
A análise desse levantamento se concentrou conforme o objetivo desta
pesquisa, em sistemas estruturais com lajes lisas nervuradas, lajes lisas maciças
com protensão não aderente (monocordoalha engraxada).
22
1.6.1 Outros métodos de pesquisas
Além do método de pesquisa “estudo de caso” Gil (1991) classifica a
pesquisa em relação aos procedimentos técnicos como: pesquisa bibliográfica,
pesquisa documental, pesquisa experimental, levantamento (survey), pesquisa
expost-facto. Estas pesquisas não serão consideradas porque:
•
Pesquisa documental: vale-se de materiais que não recebem ainda um
tratamento analítico. Como na presente pesquisa será realizada uma
revisão bibliográfica, que tem semelhança com pesquisa documental,
sendo a diferença essencial entre elas a natureza das fontes. Portanto,
todos os documentos não serão “de primeira mão”, já sofreram algum
tratamento analítico.
•
Pesquisa experimental: consist
23
1.6.3 Limitações da pesquisa
Foram impostas algumas limitações no desenvolvimento deste trabalho de
pesquisa, tais como:
•
estudo de um edifício residencial com 12 pavimentos, sendo que o
pavimento tipo se repete dez vezes e será executado na região
metropolitana de Curitiba;
•
desenvolvimento do projeto estrutural para obter o consumo dos
materiais aplicados (concreto, aço e formas), utilizado o software
comercial de cálculo estrutural CAD/TQS,
•
a resistência característica do concreto utilizado no projeto estrutural é
de 25 MPa (Mega Pascal),
•
desenvolvimento do projeto estrutural do edifício considerando as
normas da ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT, referentes a projetos de estruturas de concreto.
1.7
DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA
REVISÃO
BIBLIOGRÁFICA
FIGURA 2 – DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA
24
1.7.1 PROTOCOLO DE COLETA DE DADOS
Para Yin (2005), o protocolo de coleta de dados é de suma importância,
uma vez que permite ao pesquisador lembrar-se sempre do foco da pesquisa, bem
como antecipar qualquer tipo de problema que possam vir a ocorrer.
Segundo Robson (
25
1.7.2 Estratégia de validação interna e externa
Segundo Yin (2005), um projeto de pesquisa constitui a lógica que une os
dados a serem coletados às questões iniciais de um estudo.
A qualidade da pesquisa pode ser demonstrada pelos seguintes aspectos
principais:
•
validade do constructo;
•
validade interna;
•
validade externa;
•
confiabilidade.
Tanto Yin (2005) quanto Robson (1993), apontam algumas estratégias para
se obter essas validações.
O presente trabalho usará as técnicas de validade do constructo e de
validação externa (possibilidade de generalização) como forma de garantir a
veracidade das conclusões que serão obtidas. A validade do constructo
estabelecerá as medidas operacionais corretas dos conceitos que serão estudados.
Já a validade externa mostrará o caminho em que as descobertas do estudo podem
ser generalizadas, por exemplo, em sistemas estruturais semelhantes poderão ser
usados os índices de consumo de materiais encontrados neste trabalho de
pesquisa.
Na questão da validade da pesquisa a lógica e a forma de comunicação
também produzem efeitos (CERVO, 2002; SEVERINO, 2002). Levando em
consideração esse fatores, o presente trabalho irá buscar a coerência em suas
proposições e estruturação, além do desenvolvimento de uma linguagem científica
impessoal, objetiva, precisa e isenta de qualquer ambigüidade.
1.8
ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
O presente trabalho está dividido em seis capítulos:
•
Capítulo 1 – uma conceituação sobre projetos, problema, objetivo,
hipótese, e a justificativa da pesquisa, o método utilizado para o
desenvolvimento dessa dissertação.
26
•
Capitulo 2 – apresenta-se a revisão bibliográfica com assuntos
relacionados com os custo de sistemas estruturais utilizado no mercado
da construção civil, a importância do projeto estrutural e dados dos
materiais que serão usados nas lajes dos projetos.
•
Capítulo 3 – descreve-se sobre a metodologia para o desenvolvimento
do trabalho e uma descrição do software de cálculo estrutural
CAD/TQS.
•
Capítulos 4 – apresentação do projeto arquitetônico do edifício
residencial de múltiplos pisos e projeto estrutural de todos os seis
modelos objeto deste estudo, e os quantitativos de materiais.
•
Capítulo 5 – apresenta-se os índices de consumo de materiais, o custo
e análise de cada modelo, e o percentual em relação ao custo total da
edificação.
•
Capítulos 6 – apresentam-se as considerações finais e sugestões para
trabalhos futuros.
27
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 INTRODUÇÃO
Segundo Merce e Oliveira (2001), os edifícios em concreto armado como o
projetado em 1931 por Emilio Baumgart, têm seguido o mesmo sistema estrutural
convencional composto por lajes que se apóiam em vigas que por sua vez
descarregam em pilares. Esse sistema perdurou por décadas até que algumas
imposições arquitetônicas e econômicas ganharam importância, como a alteração do
leiaute do pavimento que ficava impossibilitado pelos números de pilares e vigas e
também pela quantidade excessiva de formas.
A partir da década de 70 as modificações arquitetônicas ocorridas no
arranjo geral das edificações provocaram alterações nos sistemas estruturais, os
diafragmas de alvenarias diminuíram e as estruturas passaram a trabalhar sem
auxílio dos mesmos, ficando na dependência cada vez mais das lajes.
Com esses fatores associados, os construtores e pesquisadores têm
buscado soluções alternativas na execução de lajes, na possibilidade do uso de
maiores vãos e também visando reduzir o número de vigas e pilares. Desse modo,
permite-se maior liberdade arquitetônica e redução de custos em edifícios de
múltiplos pisos. Deve-se salientar que as lajes respondem por uma elevada parcela
do consumo de concreto das estruturas.
Segundo Silva (2001), os avanços tecnológicos têm possibilitado aos
engenheiros e arquitetos uma grande quantidade de alternativas estruturais e
construtivas.
Com
isto
os
projetistas
estruturais
assumem
uma
maior
responsabilidade ao fazer a escolha do sistema estrutural a ser adotado em seus
projetos. A preocupação constante dos projetistas é de encontrar soluções
estruturais em que se permita construir a custos cada vez menores.
Para Albuquerque (1998), o avanço da tecnologia de construção e da
informática possibilita o uso de concretos com maiores resistências, análises
refinadas do cálculo estrutural e também a utilização de opções estruturais como:
lajes nervuradas, lajes lisas e protensão nas estruturas dos edifícios.
De acordo com Silva (2001), como existe uma grande quantidade de
soluções estruturais, é necessário que se conheça a eficiência de cada solução para
que se faça uma melhor escolha. Podem ocorrer situações em que às limitações
28
impostas pelo projeto arquitetônico, o projetista tem pouca ou nenhuma escolha.
Caso isso ocorra, ele deve ter conhecimento de viabilidade construtiva e do custo
dessa solução.
Citando Albuquerque (1998), “ao fazer a concepção estrutural, o
engenheiro tem que ter em mente vários aspectos, tais como: manter a estética e a
funcionalidade do projeto arquitetônico, ter idéia aproximada dos esforços atuantes
na estrutura, dos métodos construtivos e dos custos”. Geralmente o sistema
estrutural é influenciado pelo projeto arquitetônico, método construtivo e a infraestrutura da região. Nestes casos, o projetista estrutural deve sempre procurar a
solução mais econômica para o seu projeto. “O aspecto econômico do edifício
representa uma consideração não estrutural que, na análise final, deve também ser
considerada importante”.
O conceito de estrutura econômica evoluiu ao longo dos tempos.
Antigamente, havia uma preocupação de se trabalhar com as peças estruturais as
mais esbeltas possíveis. Atualmente a atenção está voltada para a padronização
das formas, o que facilita a produtividade da mão-de-obra e o reaproveitamento e,
também, no processo construtivo a ser adotado.
Para Silva (2001), o projeto criativo é, de certo modo, influenciados pelos
custos, mas não necessariamente ser for considerado a relação entre as opções de
projeto estrutural, construtivo e seus custos de execução. Como a relação direta das
decisões tomadas no projeto e o custo total da construção não é uma tarefa tão
simples, os projetistas podem utilizar alguns parâmetros (índices) para auxiliar na
escolha da solução mais econômica.
Segundo Costa, citado por Albuquerque (1998), uma melhoria no processo
construtivo começa com a qualidade dos projetos e, entre estes projetos pode-se
considerar o projeto estrutural que representa uma parcela que varia entre 15% a
20% do custo total da construção. Nessa fase é importante uma análise prévia para
a escolha da solução estrutural a ser adotada, pois, uma redução de 10% no custo
da estrutura pode representar 2% de diminuição no custo total da construção. Em
termos práticos essa economia corresponde a toda etapa de pintura ou os serviços
de movimento de terra, soleiras, rodapés, peitoris e cobertura juntos.
Conforme Silva et al (2004), na escolha do sistema estrutural mais
apropriado para um pavimento de um edifício de concreto armado procura-se
considerar a finalidade da edificação, os vãos a vencer, a rigidez da estrutura, a
29
racionalização da construção, qualidade pretendida, equipamentos para execução,
materiais e mão-de-obra capacitada. Desta forma, a alternativa que mais tem sido
utilizada é o sistema de lajes nervuradas, que permite vencer grandes vãos com
pequenas deflexões, e com a mesma tecnologia utilizada nas lajes maciças.
2.2 ANÁLISE DE CUSTOS DAS ESTRUTURAS
Albuquerque (1998), analisou o custo de um edifício residencial com dois
apartamentos por andar com área útil de 105,0 m2, realizou pequenas alterações no
pavimento tipo para se obter simetria, ficando um edifício hipoteticamente com vinte
pavimentos todos iguais e com uma distância de piso a piso de 2,88 m, resultando
uma altura total da edificação de 57,6 m. Na concepção estrutural do pavimento tipo
foi adotado sete opções:
•
Estrutura convencional com lajes maciças (OP1);
•
Estrutura convencional com lajes nervuradas com caixotes (OP2);
•
Estrutura convencional com lajes nervuradas com tijolos (OP3);
•
Estrutura convencional com lajes nervuradas pré-fabricadas (OP4);
•
Estrutura com laje lisa nervurada com caixote (OP5);
•
Estrutura com laje lisa nervurada com tijolos (OP6);
•
Estrutura com vigas-faixa com protensão (OP7).
A seguir apresentam-se as tabelas com os custos de cada sistema:
TABELA 1 – CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP1)
Qte. (m3)
P.Unit. (R$)
Lajes
366,00
116,00
Vigas
244,60
126,00
Pilares
206,80
126,00
TOTAL
817,40
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
42.456,00
30.819,60
26.056,80
99.332,40
TABELA 2 – CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP1)
Qte. (kg)
P.Unit. (R$)
Lajes
18.389,00
1,10
Vigas
36.888,00
1,10
Pilares
21.277,00
1,10
TOTAL
76.554,00
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
20.227,90
40.576,80
23.404,70
84.209,40
30
TABELA 3 – CUSTO DA FORMA DA OPÇÃO (OP1)
Qte. (m2)
P.Unit. (R$)
Lajes
4.234,60
7,50
Vigas
3.535,00
7,50
Pilares
1.872,00
7,50
TOTAL
9.641,60
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
TABELA 4 – CUSTO TOTAL DA OPÇÃO (OP1)
CUSTO TOTAL (R$)
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
31.759,50
26.512,50
14.040,00
72.312,00
255.853,80
TABELA 5 – CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP2)
Qte. (m3)
P.Unit. (R$)
Lajes
326,60
116,00
Vigas
190,80
126,00
Pilares
206,80
126,00
TOTAL
724,20
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
37.885,60
24.040,80
26.056,80
87.983,20
TABELA 6 – CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP2)
Qte. (kg)
P.Unit. (R$)
Lajes
14.704,00
1,10
Vigas
30.253,00
1,10
Pilares
19.384,00
1,10
TOTAL
64.341,00
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
16.174,40
33.278,30
21.322,40
70.775,10
TABELA 7 – CUSTO DA FORMA DA OPÇÃO (OP2)
Qte. (m2)
P.Unit. (R$)
Lajes
4.327,00
6,50
Vigas
2.773,80
6,50
Pilares
1.872,00
6,50
TOTAL
8.972,80
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
28.125,50
18.029,70
12.168,00
58.323,20
TABELA 8 – CUSTO TOTAL DA OPÇÃO (OP2)
CUSTO TOTAL (R$)
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
TABELA 9 – CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP3)
Qte. (m3)
P.Unit. (R$)
Lajes
353,00
116,00
Vigas
190,80
126,00
Pilares
206,80
126,00
TOTAL
750,60
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
217.081,50
P. Total (R$)
40.948,00
24.040,80
26.056,80
91.045,60
31
TABELA 10 – CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP3)
Qte. (kg)
P.Unit. (R$)
Lajes
Vigas
Pilares
TOTAL
17.280,00
31.515,00
22.462,00
71.257,00
1,10
1,10
1,10
-
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
TABELA 11 – CUSTO DA FORMA DA OPÇÃO (OP3)
Qte. (m2)
P.Unit. (R$)
Lajes
Vigas
Pilares
TOTAL
4.327,00
2.773,80
1.872,00
8.972,80
7,00
7,00
7,00
-
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
19.008,00
34.666,50
24.708,20
78.382,70
P. Total (R$)
30.289,00
19.416,60
13.104,00
62.809,60
TABELA 12 – CUSTO TOTAL DA OPÇÃO (OP3)
CUSTO TOTAL (R$)
232.237,90
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
TABELA 13 – CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP4)
Lajes
Vigas
Pilares
TOTAL
Qte. (m3)
337,28
190,80
206,80
734,88
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P.Unit. (R$)
116,00
126,00
126,00
-
TABELA 14 – CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP4)
Lajes
Vigas
Pilares
TOTAL
Qte. (kg)
12.620,00
30.523,00
19.965,00
63.108,00
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P.Unit. (R$)
1,10
1,10
1,10
-
TABELA 15 – CUSTO DA FORMA DA OPÇÃO (OP4)
Lajes
Vigas
Pilares
TOTAL
Qte. (m2)
567,00
2.773,80
1.872,00
5.212,80
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P.Unit. (R$)
6,50
6,50
6,50
-
P. Total (R$)
P. Total (R$)
P. Total (R$)
39.124,48
24.040,80
26.056,80
89.222,08
13.882,00
33.575,30
21.961,50
69.418,80
3.685,50
18.029,70
12.168,00
33.883,20
TABELA 16 – CUSTO DOS PRÉ-FABRICADOS DA OPÇÃO (OP4)
TOTAL
Qte. (m2)
4.000,00
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P.Unit. (R$)
8,90
TABELA 17 – CUSTO TOTAL DA OPÇÃO (OP4)
CUSTO TOTAL (R$)
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
35.600,00
228.124,10
32
TABELA 18 – CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP5)
Lajes
Vigas
Pilares
TOTAL
Qte. (m3)
483,40
139,00
260,40
882,80
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P.Unit. (R$)
119,00
126,00
126,00
-
TABELA 19 – CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP5)
Lajes
Vigas
Pilares
TOTAL
Qte. (kg)
20.112,00
26.860,00
24.857,00
71.829,00
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P.Unit. (R$)
1,10
1,10
1,10
-
TABELA 20 – CUSTO DA FORMA DA OPÇÃO (OP5)
Qte. (m2)
P.Unit. (R$)
Lajes
4.415,00
5,50
Vigas
2.200,40
5,50
Pilares
2.281,00
5,50
TOTAL
8.896,40
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
TABELA 21 – CUSTO TOTAL DA OPÇÃO (OP5)
CUSTO TOTAL (R$)
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
57.524,60
17.514,00
32.810,40
107.849,00
P. Total (R$)
22.123,20
29.546,00
27.342,70
79.011,90
P. Total (R$)
24.282,50
12.102,20
12.545,50
48.930,20
235.791,10
TABELA 22 – CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP6)
Qte. (m3)
P.Unit. (R$)
Lajes
498,20
119,00
Vigas
139,00
126,00
Pilares
260,40
126,00
TOTAL
897,60
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
59.285,80
17.514,00
32.810,40
109.610,20
TABELA 23 – CUSTO DO AÇO DA OPÇÃO (OP6)
Qte. (kg)
P.Unit. (R$)
Lajes
28.408,00
1,10
Vigas
27.186,00
1,10
Pilares
22.918,00
1,10
TOTAL
78.512,00
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
31.248,80
29.904,60
25.209,80
86.363,20
TABELA 24 – CUSTO DA FORMA DA OPÇÃO (OP6)
Qte. (m2)
P.Unit. (R$)
Lajes
4.415,00
6,00
Vigas
2.200,40
6,00
Pilares
2.281,00
6,00
TOTAL
8.896,40
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
P. Total (R$)
26.490,00
13.202,40
13.686,00
53.378,40
33
TABELA 25– CUSTO TOTAL DA OPÇÃO (OP6)
CUSTO TOTAL (R$)
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
TABELA 26– CUSTO DO CONCRETO DA OPÇÃO (OP7)
Qte. (m3)
P.Unit. (R$)
249.351,80
P. Total (R$)
34
•
Estrutura com vigas-faixa com protensão (OP7).
TABELA 31 - COMPARATIVO DE CUSTOS ENTRE AS OPÇÕES (R$)
OP1
OP2
OP3
OP4
OP5
OP6
255.853
217.081
232.237
228.124
235.791
249.351
(+17,9%)
(1)
(+7,0%)
(+5,1%)
(+8,6%) (+14,9%)
FONTE: ALBUQUERQUE, 1998.
OP7
251.590
(+15,9%)
Conclusão de Albuquerque (1998), analisando os resultados foram:
•
A opção (01) apresentou o maior custo principalmente pela quantidade
de vigas dificultando a execução e prejudica a arquitetura.
•
A opção (02) é a mais econômica com uma redução de (15,1%) em
relação à opção (01).
•
A opção (03) apresentou uma redução de (9,2%) em relação à opção
(01), tem a vantagem de teto pronto não necessitando de forro.
•
A opção (04) apresentou uma redução de (10,8%) em relação à opção
(01), tem a vantagem de teto pronto e rapidez na execução.
•
A opção (05) e a opção (06) apresentaram uma redução de custos em
relação à opção (01) de (7,8% com uso de caixote) e de (7,8% com uso
de
tijolos)
respectivamente.
Essas
opções
possibilitam
maior
flexibilidade do pavimento.
•
A opção (07) teve uma redução de apenas (1,7%) em relação a opção
(01), esse sistema estrutural possibilita a flexibilidade do pavimento com
um número menor de pilares.
De acordo com Lima et al. (2001), analisou-se o custo da estrutura de uma
edificação com dez pavimentos. Na obtenção do custo final da estrutura foram
computados a mão-de-obra, consumo de materiais (concreto, forma, aço e material
de enchimento) e também o tempo de execução. As lajes consideradas foram:
maciça tradicional, treliçada bidirecional com blocos de EPS (poliestireno expandido)
e a nervurada bidirecional (tipo colméia).
Foram levantados os consumos de materiais para cada um dos sistemas
analisados (TABELA 32).
35
TABELA 32 – DEMONSTRATIVO DE CONSUMO DE MATERIAIS NAS LAJES
Tradicional
Treliçada
Nervurada
(Maciça)
Bidirecional
Bidir.(Colméia)
Concreto
(m3/m2)
0,17
0,071
0,106
2
Aço
(kgf/m )
10,76
7,04
6,357
Colméia
(un/m2)
2,4
2
2
Forma
(m /m )
1
0,16
Linha (3”x4”)
(m/m2)
0,92
0,61
0,61
Pontaletes
(un/m2)
0,82
0,60
0,40
2
Treliça
(kgf/m )
1,084
Plaquetas
(m/m2)
1,33
2
Aço Adicional
(kgf/m )
1,783
EPS
(m3/m2)
0,074
FONTE: LIMA et al, 2001.
Foram considerados na composição dos custos unitários:
•
As quantidades de materiais utilizados;
•
A mão-de-obra necessária;
•
Os equipamentos empregados.
Conforme demonstrado na TABELA 33, TABELA 34 e TABELA 35.
TABELA 33 – DEMONSTRATIVO DO CUSTO UNITÁRIO DOS INSUMOS
Tradicional
Treliçada
Nervurada
(Maciça)
Bidirecional
Bidir.(Colméia)
Aço CA 60
(R$/kg)
1,20
1,20
1,20
Aço CA 50
(R$/kg)
110
1,10
1,10
3
Concreto
(R$/m )
135,00
135,00
135,00
Forma
(R$/m2)
1,64
1,35
1,35
Linha (3”x4”)
(R$/m)
4,80
4,80
4,80
Pontaletes
(R$/un)
0,12
0,12
0,12
Colméia
(R$/un)
4,50
(65x65)
Treliça +
(R$/m2)
12,55
Plaquetas
EPS
(R$/m3)
71,00
2
Rev. c/gesso
(R$/m )
3,90
3,90
Forro de gesso
(R$/m2)
7,00
Mão de obra
(R$/m2)
7,80
3,49
3,79
FONTE: LIMA et al, 2001.
36
TABELA 34 – CUSTO TOTAL POR M2 DAS LAJES
Tradicional
(Maciça)
Concreto
R$
22,95
Aço
R$
12,91
Colméia
R$
Forma
R$
1,64
Linha (3”x4”)
R$
4,42
Pontaletes
R$
0,10
Treliça +
R$
Plaquetas
EPS
R$
Rev. c/gesso
R$
3,90
Forro de gesso
R$
Mão de obra
R$
7,80
TOTAL
R$/m2
53,72
FONTE: LIMA et al, 2001.
Treliçada
Nervurada
Bidirecional
Bidir.(Colméia)
9,59
14,31
8,45
7,68
10,80
0,22
2,93
2,93
0,07
0,05
12,55
5,25
3,90
3,49
46,23
7,00
3,79
46,72
TABELA 35 – DEMONSTRATIVO DO PERCENTUAL DE CADA INSUMO POR M2
DE LAJES
Tradicional
Treliçada
Nervurada
(Maciça)
Bidirecional
Bidir.(Colméia)
Concreto
(%)
43
21
31
Aço
(%)
24
18
16
Colméia
(%)
23
Forma
(%)
3
0
Linha (3”x4”)
(%)
8
6
6
Pontaletes
(%)
0
0
0
Treliça +
(%)
27
Plaquetas
EPS
(%)
11
Rev. c/gesso
(%)
7
8
Forro de gesso
15
Mão de obra
(%)
15
8
8
TOTAL
(%)
100
100
100
FONTE: LIMA et al, 2001.
Levando em consideração as tabelas citadas anteriormente e relacionando
suas devidas porcentagens, os autores concluíram que a laje treliçada em
detrimento da laje maciça proporciona uma economia de 15% no custo da obra.
Realizou-se um estudo para verificar reutilização das formas plásticas
utilizadas na laje tipo colméia confrontando com o especificado pelo fabricante
(30 reutilizações). Mantendo os preços do m2 das lajes maciças e treliçada como
sendo fixos ao longo do número de pavimentos analisados e a laje tipo colméia
tendo o seu custo variando de acordo com o número de reutilizações, obteve-se uma
redução do preço no m2 da laje tipo colméia (FIGURA 3).
37
FIGURA 3 - GRÁFICO DO COMPARATIVO ENTRE AS LAJES.
FONTE: LIMA et al, 2001.
Conforme o gráfico da FIGURA 3 os autores concluíram que a laje treliçada
bidirecional é mais econômica até o décimo andar da edificação em estudo, e que a
laje colméia torna-se mais rentável à medida que se aumenta o número de reuso,
chegando a uma vida útil de até 30 (trinta) reutilizações.
Merce e Oliveira (2001), analisaram um edifício residencial de 06
pavimentos, com uma área no pavimento tipo de 232,5 m2, considerando 04
concepções estruturais: convencional, treliçada, nervurada e nervurada-protendidacogumelo:
Concepção convencional – os quantitativos dessa concepção foram obtidos
do projeto estrutural da construtora responsável pela construção do edifício com as
seguintes características, lajes com 08 (oito) centímetros, vigas com dimensões
padronizadas (exceto na caixa de circulação vertical) de 10 x 48 cm e pilares de
15 x 50 cm, com (fck) igual a 20MPa, obtendo-se os seguintes valores:
•
Consumo de aço -17.386,01 Kg;
•
Consumo de concreto - 210,51 m³;.
•
Gastos com forma - R$ 33.166,35;
•
Gastos com mão-de-obra - R$ 12.710,07.
38
Concepção treliçada – foram retiradas as vigas internas mantendo-se as
vigas de contorno e as da estrutura em comum. Utilizou-se uma laje unidirecional na
direção do menor vão. No pavimento tipo as treliças tinham de 20 cm de altura e
capa de concreto de 3 cm, ficando a laje com altura total de 23 cm, e para a laje da
cobertura adotou-se as treliças com 18 cm e capa de 3 cm, tendo uma altura total de
21 cm. Foram obtidos os seguintes resultados:
•
Consumo de aço -13.371,75 Kg;
•
Consumo de concreto -228,01 m³;
•
Gastos com forma - R$ 19.656,33;
•
Gastos com mão-de-obra - R$ 7.477,51.
Concepção nervurada – foram retiradas as vigas internas mantendo-se as
vigas de contorno e as da estrutura em comum. O espaçamento entre as nervuras
da laje foi definido pelas dimensões das formas plásticas (moldes) com (65x65x21)
cm, nervuras de 5 cm e altura total da laje de 25 cm (capeamento de 4 cm). A
resistência característica do concreto (fck) igual a 25MPa. Obtendo-se os seguintes
valores:
•
Consumo de aço -16.120,62 Kg;
•
Consumo de concreto -184,68 m³;
•
Gastos com forma - R$ 41.898,42;
•
Gastos com mão-de-obra - R$ 9.389,32.
Concepção com nervurada protendida - com a finalidade de se fazer o
levantamento quantitativo da mesma, simulando um modelo estrutural que vem
sendo muito adotado ultimamente. Criou-se uma estrutura com quatro pilares
internos com capitéis sob lajes e protendeu-se duas faixas de 1,0 m de largura por
pavimento, permaneceram apenas as vigas de contorno e as da estrutura em
comum. O espaçamento entre as nervuras da laje foi definido pelas dimensões das
formas plásticas (moldes) de (65x65x21) cm, nervuras de 5 cm e altura total da laje
de 25 cm (capeamento de 4 cm). Obtendo os seguintes dados:
•
Consumo de aço -14.430,35 Kg.
•
Consumo de concreto -221,89 m³.
•
Gastos com forma - R$ 42.297,42.
•
Gastos com mão-de-obra - R$ 10.632,5.
39
Análise de custos das concepções estruturais em relação ao custo total da
estrutura.
TABELA 36 – PERCENTAGEM DE CUSTO
aço
concreto forma mão-de-obra
treliça / EPS
Convencional
20%
31%
35%
13%
Treliçada
12%
29%
17%
6%
35%
Nervurada
19%
29%
43%
10%
Protendida
16%
33%
41%
10%
FONTE: MERCE E OLIVEIRA, 2001.
análise de custo
aço
concreto
fôrma
mão de obra
treliça / EPS
50%
40%
30%
20%
10%
0%
convencional
treliçada
nervurada
protendida
tipo de concepção
FIGURA 4 – ANÁLISE DE CUSTO.
FONTE: MERCE E OLIVEIRA, 2001.
A conclusão dos autores conforme o resultados mostrados na TABELA 7 e
nos levantamentos feitos confirmaram o alto consumo de formas para a concepção
convencional, alto custo de mão-de-obra, no que se deve à execução artesanal de
todo o sistema e também a grande quantidade de elementos estruturais.
Para concepção nervurada e nervurada-protendida o alto valor apresentado
para as formas foi devido à aquisição das formas plásticas (moldes). A redução de
elementos estruturais (vigas e pilares) diminuiu os cortes nas chapas de madeiras,
este fator e a possibilidade de reutilização dos moldes plásticos têm possibilitado
uma obra ecologicamente correta.
40
Nas lajes treliçadas verifica-se uma redução no custo da mão-de-obra,
porque este custo está incluído na fabricação das peças pré-moldadas e
conseqüentemente no preço das lajes. A industrialização agiliza o processo
construtivo diminuindo os gastos com a mão-de-obra na montagem das lajes.
Para as lajes com nervuras protendidas o baixo custo se deve ao fato de que o
sistema adotado não permite a existência de grandes vãos e cargas elevadas,
conseqüentemente o consumo de cordoalhas e a área de aço de foram pequenos.
Figueiredo Filho et al. (2002), realizaram uma análise de um edifício de
quatro pavimentos sem elevador e com quatro apartamentos por andar, adotando-se
como sistema estrutural:
•
sistema de lajes maciças;
•
sistema de lajes nervuradas pré-moldadas.
A seguir apresentam-se as tabelas com consumos de materiais e mão-deobra para execução da estrutura do edifício com os dois sistemas:
TABELA 37 – CONSUMO DE MATERIAIS COM LAJE PRÉ-MOLDADA
Consumo de materiais totais do edifício em laje pré-moldada
Superfície total: 718,32m2
Elemento
Formas (m2)
Volume (m3)
Aço (kg)
Lajes
0,00
39,82
565,00
Vigas fundo
95,51
47,66
3.047,00
Vigas lateral
426,53
------Pilares
214,80
11,62
2.962,00
TOTAL
736,84
99,10
6.574,00
FONTE: FIGUEIREDO FILHO et al, 2002.
TABELA 38 – CONSUMO DE MATERIAIS COM LAJE MACIÇA
Consumo de materiais totais do edifício em laje maciça
Superfície total: 718,32m2
Elemento
Formas (m2)
Volume (m3)
Lajes
617,17
74,07
Vigas fundo
95,51
47,66
Vigas lateral
432,38
---Pilares
214,80
11,62
TOTAL
1.359,86
133,35
FONTE: FIGUEIREDO FILHO et al, 2002.
Aço (kg)
3.810,00
3.056,00
---3.348,00
10.214,00
Com os consumos da TABELA 37 e TABELA 38 apresenta-se os custos
finais dos dois sistemas estruturais.
41
TABELA 39 – CUSTO TOTAL PARA A ESTRUTURA COM LAJE MACIÇA
Material/Serviço
Unidade
Quantidade
Forma
m2
550,00
3
Concreto
m
133,54
Aço
Kg
10.228,22
Pedreiro
hora
370,35
Servente
hora
1.037,00
TOTAL
FONTE: FIGUEIREDO FILHO et al, 2002.
Custo Unitário (R$) Custo Total (R$)
33,07
293,96
3,34
3,75
2,50
Total
18.188,50
39.255,42
34.162,25
1.388,81
2.592,50
95.587,48
TABELA 40 – CUSTO TOTAL PARA A ESTRUTURA COM LAJE PRÉ-MOLDADA
Material/Serviço
Unidade
Quantidade
Laje pré-moldada
m2
718,32
Forma
m2
260,00
3
Concreto
m
99,10
Aço
kg
6.574,00
Pedreiro
hora
486,30
Servente
hora
893,20
TOTAL
FONTE: FIGUEIREDO FILHO et al, 2002.
Custo Unitário (R$)
35,00
33,07
293,96
3,34
3,75
2,50
Custo Total (R$)
25.141,20
8.598,20
29.131,44
21.957,16
1.823,63
2.233,00
88.884,63
Figueiredo Filho et al. (2002) concluíu com os resultados apresentados
anteriormente, que o custo com a mão-de-obra é quase o mesmo e a diferença entre
o custo final entre os dois sistemas esta em torno de 7,5%, devem ser considerados
também, ao se optar por um ou outro sistema, a facilidade de execução, a rapidez e
o desperdício.
Segundo Silva e Guimarães (2002), na análise de três edifícios sendo eles:
•
Edifício (A) - um edifício residencial com quatro pavimentos com dois
apartamentos por andar, tendo o pavimento tipo uma área de
206,83m2;
•
Edifício (B) - com mesma arquitetura do primeiro e com 12 pavimentos;
•
Edifício (C) - um edifício comercial que possui alguns furos na laje para
fins de "shafts", com 600,80 m2 de área no pavimento tipo, e com quatro
pavimentos.
Foram analisados vários tipos de alternativas estruturais para cada um dos
edifícios citados acima sendo que cada tipo de análise será demonstrado a seguir.
Estruturas para o edifício (A)
•
Estrutura A1 - estrutura convencional com lajes maciças, vigas e pilares.
42
•
Estrutura A2 - estrutura convencional com lajes pré-moldadas treliçadas,
vigas e pilares. O lançamento utilizado para vigas e pilares nesta
estrutura é o mesmo utilizado para a estrutura A1.
•
Estrutura A3 - estrutura com lajes pré-moldadas treliçadas com vãos de
8,75 m.
•
Estrutura A4 - estrutura com laje lisa.
A estrutura convencional mencionada em A1 é aquela em que as lajes se
apóiam em vigas, que descarregam em pilares. E as lajes lisas são as apoiadas
diretamente nos pilares e sem capitéis.
Um comparativo de custos entre cada estrutura analisada é apresentado
nas tabelas 41 e 42.
Estrutura
TABELA 41 - CUSTOS DAS ESTRUTURAS PARA O EDIFÍCIO (A) EM (R$)
Elementos Horizontais
Forma
Total
Concreto
Aço
Elemento
Subtotal
Pré - Moldado
A1
37.924,00 26.724,00
- 64.648,00 57.013,00 121.661,00
(31%)
(22%)
(53%)
(47%)
(100%)
A2
27.992,00 18.979,00
19.284,00 66.255,00 42.083,00 108.338,00
(26%)
(17%)
(18%)
(61%)
(39%)
(100%)
A3
40.397,00 16.673,00
43.035,00 100.105,00 36.482,00 136.587,00
(30%)
(12%)
(31%)
(73%)
(27%)
(100%)
A4
48.868,00 40.243,00
- 89.111,00 48.564,00 137.675,00
(36%)
(29%)
(65%)
(35%)
(100%)
FONTE: SILVIA E GUIMARÃES, 2002.
TABELA 42 – COMPARATIVO DE CUSTOS PARA O EDIFÍCIO (A) EM (R$)
Estrutura A1
Estrutura A2
Estrutura A3
Estrutura A4
121.661,00
108.338,00
136.586,00
137.675,00
(100%)
(89%)
(112%)
(113%)
FONTE: SILVIA E GUIMARÃES, 2002.
Analisando como referência a estrutura A1 a estrutura A2 é (11%) mais
econômica, e as estruturas A3 e A4 são (12%) e (13%) respectivamente mais caras
que a estrutura de referência. A diferença entre o menor e o maior custo é de (27%).
Estruturas para o edifício (B)
•
Estrutura B1 - estrutura convencional com lajes maciças, vigas e pilares.
43
•
Estrutura B2 - estrutura convencional com lajes pré-moldadas treliçada,
vigas e pilares. O lançamento utilizado para vigas e pilares nesta
estrutura é o mesmo utilizado para a estrutura B1.
•
Estrutura B3 - estrutura com laje lisa.
Tem-se então um comparativo de custos entre cada estrutura analisada
conforme as tabelas 43 e 44.
Estrutura
TABELA 43 - CUSTOS DAS ESTRUTURAS PARA O EDIFÍCIO (B) EM (R$)
Materiais Permanentes
Forma
Total
Concreto
Aço
Pré –
Subtotal
Moldado
B1
126.092,00 102.091,00
- 228.183,00 182.654,00 410.837,00
(31%)
(25%)
(56%)
(44%)
(100%)
B2
107.387,00 76.791,00 50.137,00 234.315,00 151.191,00 385.506,00
(28%)
(20%)
(13%)
(61%)
(39%)
(100%)
B3
159.586,00 137.956,00
- 297.542,00 163.971,00 461.513,00
(34%)
(30%)
(64%)
(36%)
(100%)
FONTE: SILVIA E GUIMARÃES, 2002.
TABELA 44 – COMPARATIVO DE CUSTOS PARA O EDIFÍCIO (B) EM (R$)
B1
B2
B3
B4
410.837,00
394.487,00
385.506,00
461.513,00
(100%)
(96%)
(94%)
(112%)
FONTE: SILVIA E GUIMARÃES, 2002.
Tomando-se como referência a estrutura B1, as estruturas B2 e B3 são
(4%) e (6%) respectivamente mais econômicas e a estrutura B4 é (12%) mais cara.
A diferença entre o menor e o maior custo é de 20%.
Estruturas para o edifício (C)
•
Estrutura C1 - estrutura convencional com lajes maciças, vigas e pilares.
•
Estrutura C2 - estrutura convencional com lajes pré-moldadas
treliçadas, vigas e pilares.
Apresenta-se um comparativo de custos entre cada estrutura analisada
conforme as tabelas 45 e 46.
44
Estrutura
TABELA 45 - CUSTOS DAS ESTRUTURAS PARA O EDIFÍCIO (C) EM (R$)
Materiais Permanentes
Forma
Total
Concreto
Aço
Elemento Subtotal
Pré –
Moldado
C1
161.210,00 125.688,00
- 286.898,00 148.293,00 435.191,00
(37%)
(29%)
(66%)
(34%)
(100%)
C2
113.949,00 65.778,00 90.673,00 270.400,00 108.283,00 378.683,00
(30%)
(17%)
(24%)
(71%)
(29%)
(100%)
FONTE: SILVIA E GUIMARÃES, 2002.
TABELA 46 – COMPARATIVO DE CUSTOS PARA O EDIFÍCIO (C) EM (R$)
C1
C2
435.191,00
378.683,00
(100%)
(87%)
FONTE: SILVIA E GUIMARÃES, 2002.
Verificar na TABELA 46 que a estrutura C2 teve uma redução de (13%) no
custo total em relação à estrutura C1. A estrutura C2 que utilizou a laje pré-moldada
treliçada, obteve os melhores resultados do que a estrutura C1 com laje maciça.
A conclusão do autor que as estruturas que utilizaram lajes treliçadas prémoldadas foram as mais econômicas em função dos vãos de 3 a 4 metros.
Pizzetti (2003), analisou um edifício residencial e comercial composto por
um pavimento térreo de lojas, um pavimento de garagem, doze pavimentos tipos e
casa de máquina, onde foi mantido o sistema estrutural convencional (Iajes, vigas e
pilares) e modificando a resistência do concreto de 20 MPa até 50 MPa . Conforme
as tabelas a seguir:
TABELA 47 – RESULTADOS DOS PILARES
Pilares
Fck
Volume de Concreto
Área de Formas (m2)
Aço (kg)
(MPa)
(m3)
20
270 (1)
2.415,0 (1)
23.006,0 (1)
35
200 (-26%)
2.100,0 (-13%)
16.130,0 (-30%)
50
180 (-33,3%)
1.800,0 (-25,5%)
13.900,0 (-39,5%)
Custo - Concreto
Custo- Formas
Custo – Aço
20
R$ 51.570,0 (1)
R$ 181.125,0 (1)
R$ 39.110,2 (1)
35
R$ 47.600,0 (-7,7%)
R$ 157.500,0 (-13%)
R$ 27.421,0 (-30%)
50
R$ 61.920,0 (+20%) R$ 135.000,0( -25,5%) R$ 23.630,0 (-9,5%)
FONTE: PIZZET, 2003.
45
TABELA 48 – CUSTO TOTAL PARA OS PILARES
Custo Total – Pilares
Fck (MPa)
Total
20
35
50
FONTE: PIZZET, 2003.
TABELA 49 – RESULTADO DAS VIGAS
fck (MPa)
20
35
50
20
35
50
Vigas
Aço (kg)
23.848,0 (1
22.810,0 (-4,4%)
21.653,0 (-9,2%)
Custo – Aço
R$ 40.541,60 (1)
R$ 38.777,50 (-4,4%)
36.776,10 (-9,2%)
FONTE: PIZZET, 2003.
R$ 271.805,2 (1)
R$ 233.002,1 (-14,3%)
R$ 224.990,0 (-17,3%)
TABELA 50 – RESULTADOS DAS LAJES
fck (MPa)
20
35
50
20
35
50
Lajes
Lajes
28.164,0 (1)
22.675,0 (-19,5%)
22.401,0 (-20,5%)
Custo - Aço
R$ 47.878,80 (1)
R$ 38.547,50 (-19,5%)
R$ 38.081,70 (-20,5%)
FONTE: PIZZET, 2003.
TABELA 51 – CUSTO TOTAL PARA AS VIGAS E LAJES
20
35
50
fck (MPa)
Custo Total – Vigas e Lajes
Aço (kg)
FONTE: PIZZET, 2003.
R$ 88.420,40 (1)
R$ 77.325,00 (-12,5%)
R$ 74.857,80 (-15,4%)
O autor concluiu que aumentando o (fck) os ganhos em consumo e os
custos nas lajes e vigas são pequenos, mas consideráveis nos pilares. Sugeriu
utilizar em edifícios desse porte um (fck) de 35 MPa nos pilares e 20 a 30 MPa nas
vigas e lajes, contribuindo também na durabilidade da estrutura.
2.3 MATERIAIS QUE SERÃO USADOS NAS LAJES DOS MODELOS
2.3.1 Formas plásticas (moldes plásticos)
46
Nas lajes do modelo 03 e do modelo 05 foram utilizadas formas plásticas
(moldes plásticos) (FIGURA 5) e (FIGURA 6).
FIGURA 5 – DETALHE DAS LAJES COM USO DE FORMAS PLÁSTICAS
FONTE: CATÁLOGO ATEX, 2006.
FIGURA 6 – PLANTAS DAS LAJES E SEÇÃO TRANVERSAL GENÉRICA
FONTE: CATÁLOGO ASTRA, 2006.
2.3.2 O EPS – poliestireno expandido
No modelo 04 utilizou-se com material de enchimento o EPS que é uma
sigla internacional do Poliestireno Expandido conhecido no Brasil como isopor,
resultante da polimerização do estireno em água recebendo uma adição de gás
pentano como agente expansor. São industrializados em pérolas milimétricas que
podem se expandir até 50 vezes quando é submetido ao vapor d’água. Expandidas,
essas pérolas apresentam em seu volume 98% de ar e apenas 2% de poliestireno.
FIGURA 7 – SEÇÃO TRANSVERSAL DA LAJE COM EPS
FONTE: ABRAPEX, 2006.
47
2.4 ESTRUTURAS DE CONCRETO PROTENDIDO
Conforme a ABNT NBR 6118:2003, concretos protendidos são aqueles nos
quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de
protensão com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a
fissuração e os deslocamentos da estrutura e propiciar o melhor aproveitamento de
aços de alta resistência no estado limite último.
Segundo Albuquerque (1998), sistema de proteção não aderente
(monocordoalhas engraxadas) usado em lajes e vigas para edifícios que requerem
uma proteção leve, apresenta-se como uma boa alternativa.
Na FIGURA 8 apresenta-se uma montagem do sistema com o uso de
monocordoalha engraxadas.
FIGURA 8 – MONTAGEM DE UMA LAJE COM MONOCORDOALHAS.
FONTE: REVISTA TÉCHNE, JAN 1997.
Segundo Cunha e Souza (1994), vantagens das lajes protendidas são:
•
redução no prazo de execução da obra com as retiradas antecipadas
das formas e escoramentos, diminuindo o custo do empreendimento;
•
quantidade de armadura (de alta resistência) menor se comparado com
a laje cogumelo em concreto armado, o que facilita consideravelmente a
execução e também uma diminuição no custo;
•
espessuras mais reduzidas o que diminui o peso próprio e o volume de
concreto;
48
•
com o efeito favorável da compressão, tem-se uma diminuição ou
inexistência da fissuração e também menores deflexões;
•
possibilidade de eliminar as deformações provenientes das cargas
permanentes e de uma parcela das cargas de utilização;
•
maior resistência ao puncionamento, obtida pela colocação adequada
dos cabos de protensão na região próximas aos pilares.
Os cuidados que se devem ter com as lajes cogumelo em concreto armado
são quanto a verificação da resistência a punção, a limitação das flechas, as
vibrações e a necessidade adequada do contraventamento da estrutura.
2.5 DIRETRIZES PARA DESENVOLVIMENTO DO PROJETO ESTRUTURAL
2.5.1 Concepção estrutural
Para Albuquerque (1998), “de posse do projeto arquitetônico, em geral se
faz um estudo de soluções estruturais que serão analisadas por uma equipe
multidisciplinar. O arquiteto apresentara restrições para manter a funcionalidade e a
estética do seu projeto, o engenheiro de instalações posicionará as tubulações, o
construtor indicar
A n
49
•
Pilares – variar as seções no pavimento tipo de máximo cinco vezes
seria bom e na média a cada dez andares.
2.5.2 Desenvolvimento do projeto estrutural
A ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIAL E CONSULTORIA
ESTRUTURAL
50
•
NBR
14931:2003
–
Execução
de
estruturas
de
concreto
–
Procedimento.
2.5.2.2 Qualidade e durabilidade
De acordo com a ABNT NBR 6118:2003, “as estruturas de concreto devem
ser projetadas e construídas de modo que sob as condições ambientais previstas na
época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto conservem
suas
segurança,
estabilidade
e
aptidão
em
serviço
durante
o
período
correspondente a sua vida útil”.
TABELA 52 – CLASSES DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL
Classe de agressividade
ambiental
(CAA)
Agressividade
I
Fraca
II
Moderada
III
Forte
IV
Muito forte
Classificação geral do
tipo de ambiente para
efeito do projeto
Risco de deterioração
da estrutura
Rural
Submersa
1) 2)
Urbana
1)
Marinha
1) 2)
Industrial
1) 3)
Industrial
Respingos de maré
1)
Insignificante
Pequeno
Grande
Elevado
Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) para ambientes
internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviços de apartamento residenciais e conjuntos
comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura).
2)
Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) em: obras em regiões de clima seco,
com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegida de chuvas em ambientes
predominantemente secos, ou regiões onde chove raramente.
3)
Ambientes quimicamente agressivos, tanques indústrias, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose
e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas.
FONTE: TABELA 6.1 DA ABNT NBR 6118:2003.
TABELA 53 – CORRESPONDÊNCIA ENTRE CLASSE DE AGRESSIVIDADE
QUALIDADE DO CONCRETO
Concreto
Relação
água/aglomerante
em massa
Classe de
concreto
(ABNT NBR 53)
Tipo
CA
CP
CA
CP
I
Classe de agressividade (tabela 24)
II
III
IV
≤ 0,65
≤ 0,60
≤ 0,55
≤ 0,45
≤ 0,60
≤ 0,55
≤ 0,50
≤ 0,45
≥ C20
≥ C25
≥ C30
≥ C40
≥ C25
≥ C30
≥ C35
≥ C40
1 O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os requisitos estabelecidos na ABNT NBR 12655.
2 CA Componentes e elementos estruturais de concreto armado.
3 CP Componentes e elementos estruturais de concreto protendido.
FONTE: TABELA 7.1 DA ABNT NBR 6118:2003.
E
52
2.5.2.3 Dimensões limites
De acordo com a ABNT NBR 6118:2003, a prescrição de valores limites
mínimos para as dimensões de elementos estruturais de concreto tem como objetivo
evitar um desempenho inaceitável para os elementos estruturais e propiciar
condições de execução adequadas.
•
Vigas e vigas paredes – a seção transversal das vigas não deve
apresentar largura menor que 12 cm, e das vigas parede menor que 15
cm. Estes limites podem ser reduzidos, respeitando-se um mínimo
absoluto de 10 cm em casos excepcionais sendo obrigatoriamente
respeitadas as seguintes condições: alojamento das armaduras e
lançamento e vibração do concreto.
•
Pilares e pilares parede – a menor dimensão da seção transversal deve
ser 19 cm, em casos especiais permite-se às dimensões entre 19 cm e
12 cm, multiplicando as ações no dimensionamento por um coeficiente
adicional (γγn ) e acordo com a (tabela 57).
TABELA 56 – VALORES DO COEFICIENTE ADICIONAL (γγn)
a
≥ 19
18
17
16
15
14
13
12
γn
1,00
1,05
1,10
1,15
1,20
1,25
1,30
1,35
γn= 1,95 - 0,05 b;
b é a menor dimensão da seção transversal do pilar.
NOTA O coeficiente γn deve majorar os esforços solicitantes finais de cálculo nos pilares, quando de seu
dimensionamento.
FONTE: TABELA 13.1 DA ABNT NBR 6118:2003.
•
Lajes maciças – devem respeitar os seguintes limites mínimos para a
espessura:
- lajes de cobertura não em balanço adotar 5 cm;
- lajes de piso ou de cobertura em balanço adotar 7 cm;
- lajes que suportem veículos de peso total ( ”30 KN) adotar 10 cm;
- lajes que suportem veículos de peso total (•30 KN) adotar 12 cm;
- lajes com protensão adotar 15 cm.
53
•
Lajes nervuradas - quando não houver tubulações horizontais
embutidas, a espessura da mesa deve ser maior ou igual a 1/15 da
distância entre nervuras e não menor que 3 cm. com valor mínimo
absoluto de 4 cm existindo tubulações embutidas de diâmetro máximo
12,5 mm.
A espessura das nervuras não deve ser inferior a 5 cm, e nas nervuras com
espessura menor que 8 cm não devem conter armadura de compressão.
Para o projeto das lajes nervuradas devem ser obedecidas as seguintes
condições:
- para lajes com espaçamento entre eixos de nervuras menor ou igual a 60
cm, pode ser dispensada a verificação da flexão da mesa, e para a verificação do
cisalhamento da região das nervuras, permite-se a consideração dos critérios de
laje;
- para lajes com espaçamento entre eixos de nervuras entre 60 cm e 110
cm, exige-se a verificação da flexão da mesa e as nervuras devem ser verificadas ao
cisalhamento como vigas; permite-se essa verificação como lajes se o espaçamento
entre eixos de nervuras for menor que 90 cm e a espessura média das nervuras for
maior que 12 cm;
- para lajes nervuradas com espaçamento entre eixos de nervuras maior
que 110 cm, a mesa deve ser projetada como laje maciça, apoiada na grelha de
vigas, respeitando-se os seus limites mínimos de espessura.
2.5.2.4 Deslocamentos limites
De acordo com ABNT NBR 6118:2003, os deslocamentos limites são valores
práticos utilizados para verificação em serviço do estado limite de deformações
excessivas da estrutura. Para os efeitos desta Norma são classificados nos quatro
grupos básicos a seguir relacionados e devem obedecer aos limites estabelecidos
na tabela 58.
54
TABELA 57 – LIMITES PARA DESLOCAMENTOS
FONTE: TABELA 13.2 DA ABNT NBR 6118:2003.
55
3 METODOLOGIA
3.1 INTRODUÇÃO
Para obter o consumo de materiais aplicados (concreto, aço e formas) dos
seis sistemas estruturais de um edifício residencial de múltiplos pisos, foram
elaborados os projetos estruturais completos com todos os detalhamentos utilizando
o software de cálculo estrutural CAD/TQS para windows - versão 12.6. O programa
utilizado no desenvolvimento do trabalho é de propriedade da empresa Kalkulo
Projetos Estruturais Ltda com sede em Curitiba – PR.
Segundo Covas e Belk (1999), no desenvolvimento do projeto estrutural de
concreto armado o engenheiro deve possuir uma grande capacitação técnica na
realização da concepção estrutural, análise, dimensionamento, detalhamento e
desenho dos sistemas estruturais, porque cada projeto difere do outro na forma,
dimensões dos elementos e solicitações. Envolve uma série de trabalhos repetitivos
no tratamento das informações técnicas e extensas operações de cálculo. Na
escolha do melhor sistema estrutural o projetista na maioria das vezes recorre a um
processo interativo para escolher a melhor solução, realizando modelagem, análise,
avaliação e revisão dos elementos estruturais, até que atendam os quesitos
construtivos e as necessidades do projeto. Com esse enfoque, os softwares para
projetos surgem como uma importante ferramenta de que o projetista estrutural
necessita.
O projeto estrutural constitui a representação gráfica de todos os elementos
resistentes da construção como lajes, vigas, pilares, escadas, caixas d’água e blocos
ou sapatas de fundação. Estes elementos devem contemplar uma estrutura que
deve ser elaborada a partir do projeto arquitetônico específico, encomendado pelo
empreendedor e elaborado pelo arquiteto. Estes elementos além de satisfazer as
condições de segurança estrutural, durabilidade e funcionalidade, devem também
satisfazer o projeto arquitetônico e os projetos de instalações.
O produto final do projeto estrutural é um conjunto de desenhos que
representam em duas dimensões todos os elementos do sistema estrutural (vigas,
pilares, blocos, lajes, escadas, etc) com suas dimensões e detalhamentos das
armaduras. Antes do uso do computador tais desenhos eram feitos à mão (por
desenhistas) sobre pranchetas, em uma folha de papel, utilizando o lápis ou a
56
caneta com tinta nanquim. Com o uso do computador tais desenhos passaram a ser
feitos com o auxílio de programas específicos de cálculo e desenho, em arquivos
eletrônicos.
A utilização de um software de cálculo estrutural requer do projetista uma
boa formação teórica e uma noção precisa de ordem de grandeza para avaliar os
dados obtidos. Muita experiência é necessária para evitar problemas com o seu uso.
Ressalta-se ainda que a computação gráfica não é uma "máquina de projetar"
automática, mas sim uma ferramenta poderosa para auxiliar os projetistas no
desenvolvimento dos seus projetos.
3.2 O SOFTWARE CAD/TQS E AS AÇÕES UTILIZADAS NO CÁLCULO
ESTRUTURAL DOS MODELOS
3.2.1 O software CAD/TQS
57
3.2.2 Ações utilizadas - carregamentos
Ações permanentes - de acordo com ABNT NBR 6120:1980, adotou-se
como peso específico aparente dos materiais:
•
tijolos furados: 13 kN/m3;
•
argamassa de cal, cimento e areia: 19 kN/m3;
•
concreto armado: 25 kN/m3.
Para o revestimento dos pisos e dos tetos, adotou-se: 1 kN/m2, usual nos
escritórios de projetos.
Para os blocos de concreto foi adotado o peso específico aparente de: 14
KN/m3, (RAMALHO ; CORRÊA, 2003) utilizado no modelo 02.
Para o poliestireno expandido (EPS) foi considerado: 0,18 KN/m3,
(FRANÇA ; FUSCO,1997) utilizado no modelo 04.
Ações variáveis para edifícios residenciais - de acordo com NBR
6120:1980, adotou-se:
•
dormitórios, sala, copa, cozinha e banheiro: 1,5 KN/m2;
•
despensa, área de serviço e banheiros: 2 kN/m2;
•
escadas sem acesso ao público: 2,5 kN/m2;
•
casa de máquinas (incluindo o peso das máquinas) a ser determinado
em cada caso, porém com um valor mínimo de: 7,5 kN/m2.
Ações variáveis referentes à ação do vento (CURITIBA-PR) – de acordo
com ABNT NBR 6123:1988, adotou-se:
•
velocidade básica do vento: Vo=42 m/s;
•
fator do terreno: S1=1;
•
categoria IV, classe da edificação B: S2=variável ao longo da altura da
edificação;
•
fator estatístico: S3=1;
•
vento na direção (00-1800): Cax=1,25;
•
vento na direção (900-2700): Cay=1,20.
58
4
APRESENTAÇÃO
DO
PROJETO
ARQUITETÔNICO
E
DO
PROJETO
ESTRUTURAL
4.1 INTRODUÇÃO
Neste capítulo são apresentados o projeto arquitetônico do edifício
residencial e o projeto estrutural de todos os modelos objeto deste estudo, com os
resumos quantitativos dos materiais aplicados.
4.2 PROJETO ARQUITETÔNICO
O projeto arquitetônico do edifício residencial com 12 pavimentos é de
autoria do escritório Ricardo Amaral Arquitetos Associados com sede em Curitiba PR, o qual foi cedido gentilmente para este estudo.
Na realização do estudo foram feitas pequenas alterações no pavimento
térreo, com a retirada da cisterna sob a central de aquecimento e de uma galeria que
liga a escada com as garagens do lado esquerdo do prédio. O projeto arquitetônico
é composto dos seguintes pavimentos:
•
pavimento térreo com área construída de 379,0 m2 (FIGURA 9);
•
primeiro pavimento com área construída de 402,0 m2 (FIGURA 10);
•
dez pavimentos tipos com área total construída de 3.425,0 m2
(FIGURA 11);
•
pavimento de cobertura do tipo e casa de máquinas com área
construída de 36,0 m2(FIGURA 12);
•
pavimento de cobertura da casa de máquinas e barrilete com área
construída de 36,0 m2 (FIGURA 13);
•
caixa d`água com área construída de 72,0 m2 (FIGURA 13).
A área total construída de todos os pavimentos é de 4.350,0 m2.
Na concepção estrutural do edifício foram considerados todos os
pavimentos acima relacionados.
59
4.2.1 Pavimento térreo
FIGURA 9 – ARQUITETÔNICO DO PAVIMENTO TÉRREO
60
4.2.2 Primeiro pavimento
FIGURA 10 – ARQUITETÔNICO DO PRIMEIRO PAVIMENTO
61
62
4.2.4 Pavimento de cobertura do tipo e casa de máquinas
FIGURA 12 – ARQUITETÔNICO DO PAVIMENTO DE COBERTURA DO TIPO E C. MAQ
63
4.2.5 Pavimento de cobertura da casa de máquinas, barrilete,caixa d`água e corte
esquemático do edifício
FIGURA 13 - ARQUITETÔNICO DO PAVIMENTO DE COBERTURA DA C.MAQ,
BARRILETE, CAIXA D`ÁGUA E CORTE ESQUEMÁTICO DO PRÉDIO
64
4.3 PROJETO ESTRUTURAL
4.3.1 Modelo 01 – sistema estrutural convencional com laje maciça
Este sistema estrutural é composto de lajes maciças que se apóiam sobre
vigas que, por sua vez, apóiam-se em outras vigas ou pilares.
Trata-se de um sistema ainda muito utilizado na região metropolitana de
Curitiba, apresentando desvantagens e vantagens conforme abaixo relacionadas.
Desvantagens do sistema:
•
algumas obras apresentam grande consumo de concreto, aço e formas;
•
as lajes maciças têm seus vãos limitados, principalmente em função do
seu peso próprio;
•
as limitações dos vãos das lajes maciças, conduzem a uma maior
quantidade de vigas;
•
a produtividade construtiva da obra fica prejudicada em função das
quantidades de vigas;
•
os recortes das formas, devido às quantidades de vigas, diminuem os
seus reaproveitamentos.
Vantagens do sistema:
•
com a existência de muitas vigas estabelece-se a possibilidade de se
formarem mais pórticos que contribuirão na rigidez da estrutura de
contraventamento;
•
o pavimento tem menores deformações, porque as lajes maciças
contribuem na rigidez das vigas;
•
mão-de-obra existente bastante treinada para sua execução
65
4.3.1.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 01
FIGURA 14 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO MODELO 01
Na composição de custos do sistema estrutural do modelo 01, a fundação
com estacas pré-moldadas foi considerada.
66
4.3.1.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 01
FIGURA 15 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO MODELO 01
67
68
4.3.1.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 01
FIGURA 17 – FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 01
69
4.3.1.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 01
FIGURA 18 – FORMAS DOS ESTRUTURAIS DO PISO E DA COBERTURA DA C.MAQ,
CAIXA D`ÁGUA E CORTE ESQUEMÁTICO DO EDIFÍCIODO MODELO 01
70
4.3.2 Modelo 02 – sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento blocos de concreto
Este modelo é semelhante a um projeto estrutural que a empresa Kalkulo
Projetos Estruturais Ltda com sede em Curitiba-PR, realizou para um edifício
residencial construído na cidade de Joinville-SC no ano de 1997, o qual foi cedido
gentilmente para o estudo deste trabalho.
Do projeto original foram alteradas as dimensões de alguns pilares e
também criado um núcleo rígido no poço dos elevadores (pilar P11). Estas
alterações foram necessárias principalmente devido à nova exigência da norma
ABNT NBR 6118:2003, para consideração de deslocamentos limites.
A evolução natural do sistema estrutural convencional com laje maciça,
deu-se com a utilização de lajes lisas nervuradas. Foram retiradas algumas vigas do
primeiro pavimento, do tipo e da cobertura em relação ao modelo 01.
As lajes lisas nervuradas são constituídas por um conjunto de nervuras
solidarizadas por uma mesa de concreto e entre as quais são colocados materiais de
enchimento. Neste modelo o material de enchimento são blocos de concreto que
tem a função de modelar as nervuras e deixar plana a superfície inferior.
As lajes do modelo 02 possuem a altura total de 18 cm, com capa de
concreto de 4 cm, nervuras de 8 cm e dois blocos de concreto como material de
enchimento de (14 x 19,5 x 39) cm em cada módulo de (47 x 47) cm,(FIGURA 19).
FIGURA 19 – DETALHE DAS LAJES NERVURADAS DO MODELO 02
71
As lajes lisas nervuradas estão apoiadas diretamente nos pilares, nas vigas
externas e nas vigas da região da escada e dos elevadores. Estas vigas em relação
ao modelo 01 foram mantidas para dar mais estabilidade a estrutura.
Este sistema apresenta algumas desvantagens e vantagens conforme
abaixo relacionadas.
Desvantagens do sistema:
•
a
quantidade
menor
de
vigas
define
menos
pórticos
de
contraventamento, tendo como conseqüência a perda da estabilidade
global da estrutura;
•
a perda da estabilidade global, conduz ao aumento das dimensões das
vigas e dos pilares;
•
a concretagem das lajes se torna mais complexa, principalmente para
concretos bombeados que pode deslocar os blocos de concreto da sua
posição;
•
apresenta uma certa dificuldade na sua montagem, se comparadas com
as lajes maciças;
•
os painéis de lajes são maiores,conduzindo a maiores deformações;
•
o peso próprio dos blocos de concreto dificulta o transporte e a
montagem da laje.
Vantagens do sistema:
•
economia no consumo de concreto se comparado com a laje maciça;
•
redução do peso próprio;
•
maior inércia da laje para um mesmo volume de concreto de uma laje
maciça;
•
aumento na produtividade construtiva da obra, por possuir poucas vigas;
•
poucos recortes das formas devido a menor quantidade de vigas,
possibilitando um maior reaproveitamento;
•
pouca interferência na planta de arquitetura, devido a menor quantidade
de vigas.
72
73
74
75
4.3.2.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 02
FIGURA 23 – FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 02
76
4.3.2.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 02
FIGURA 24 – FORMAS DOS ESTRUTURAIS DO PISO E DA COBERTURA DA C.MAQ,
CAIXA D`ÁGUA E CORTE ESQUEMÁTICO DO EDIFÍCIODO MODELO 02
77
4.3.3 Modelo 03 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas
Este modelo também possui lajes lisas nervuradas com as mesmas vigas e
pilares do modelo 2. A diferença está na modulação das nervuras, na altura da laje e
no material de enchimento, que neste caso foram utilizadas formas plásticas.
As lajes lisas nervuradas do modelo 03 possuem a altura total de 20 cm,
com capa de concreto de 5 cm, nervuras com dimensões médias de 8 cm,
e
módulos de (60 x 60) cm (FIGURA 25).
FIGURA 25 – DETALHE DAS LAJES NERVURADAS DO MODELO 03
As vantagens das formas plásticas do modelo 03 comparado com os blocos
de concreto do modelo 02 são:
•
mais leves;
•
facilidades na montagem das lajes;
•
menor quantidade de escoramentos (cimbramento).
A desvantagem está no uso do forro de gesso acartonado, que em certos
tipos de obra, o seu custo é maior que o chapisco o emboço e o reboco do teto.
78
4.3.3.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 03
FIGURA 26 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO MODELO 03
O projeto estrutural do pavimento térreo do modelo 03 é igual ao do modelo
02, com uma pequena diferença no quantitativo do aço e no comprimento das
estacas pré-moldadas da fundação.
79
80
81
4.3.3.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 03
FIGURA 29 – FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 03
4.3.3.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 03
Este pavimento é igual ao do modelo 02
82
4.3.4 Modelo 04 - sistema estrutural com laje nervurada utilizando como material de
enchimento EPS (poliestireno expandido - isopor)
No modelo 04 foram retirados seis pilares (P7, P8, P9, P20, P21, P22) em
relação ao modelo 02, para uma análise do sistema estrutural das lajes com vãos
maiores.
As lajes lisas nervuradas deste modelo possuem a altura total de 25 cm,
capa de concreto de 5 cm, nervuras com dimensões de 8 cm, módulos de (40 x 40)
cm com material de enchimento EPS (FIGURA 30).
FIGURA 30 – DETALHE DAS LAJES NERVURADAS DO MODELO 04
As vantagens são as mesmas do modelo 03, mas a diferença principal é
que podem ser aplicados chapisco, emboço e reboco no revestimento dos tetos das
lajes, utilizando-se aditivos adesivos.
83
84
85
4.3.4.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 04
FIGURA 33 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO MODELO 04
86
4.3.4.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 04
FIGURA 34 – FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 04
4.3.4.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 04
Este pavimento é igual ao do modelo 02
87
4.3.5 Modelo 05 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas
Este modelo também possui lajes lisas nervuradas com as mesmas vigas e
al d
pilares do modelo 4, s
stitu do o materi
88
4.3.5.1 Forma do estrutural do pavimento térreo do modelo 05
FIGURA 36 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TÉRREO DO MODELO 05
O projeto estrutural do pavimento térreo do modelo 05 é igual ao do modelo
04, com uma pequena diferença no quantitativo do aço e no comprimento das
estacas pré-moldadas da fundação.
89
90
4.3.5.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 05
FIGURA 38 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO MODELO 05
91
92
4.3.6 Modelo 06 - sistema estrutural com laje lisa maciça com o uso de protensão
não aderente (monocordoalha engraxada)
Neste modelo foi usada a protensão não aderente com uso da
monocordoalha engraxada. Essa tecnologia vem sendo utilizada de maneira
ascendente no Brasil.
De acordo com Albuquerque (1998), Giroldo (2003) e Cauduro (2006),
apresentam algumas vantagens e desvantagens deste sistema:
Vantagens do sistema:
•
tem custos menores que protensão aderente;
•
dispensa bainha metálica e posterior injeção de nata de cimento;
•
as cordoalhas são de fácil manuseio, colocação e fixação;
•
a operação de protensão bastante simplificada;
•
maior excentricidade das cordoalhas para as lajes com pequena altura;
•
menor perda por atrito;
•
melhor controle de flechas;
•
redução de fissuras;
•
maiores vãos e menor quantidade de pilares;
•
formas simples e de fácil montagem e desmontagem.
Desvantagens do sistema:
•
a execução de furos e colocação de chumbadores nas peças
concretadas devem ser evitados, para não cortar as cordoalhas e
conseqüentemente perda total da protensão;
•
falhas nas ancoragens, ocorre desativação instantânea da protensão da
monocordoalha;
•
não recomendado para ambientes agressivos.
93
FIGURA 40 – CABOS POSICIONADO NAS FORMAS EM FAIXAS E DISTRIBUÍDOS
REGULARMENTE
FONTE: MANUAL PARA A BOA EXECUCAO DE ESTRUTURAS PROTENDIDAS USANDO
CORDOALHAS ENGRAXADAS E PLASTIFICADAS (CAUDURO, 2006).
94
95
4.3.6.2 Forma do estrutural do primeiro pavimento do modelo 06
FIGURA 42 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PRIMEIRO PAVIMENTO DO MODELO 06
96
4.3.6.3 Forma do estrutural do pavimento tipo do modelo 06
FIGURA 43 – FORMA DO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO TIPO DO MODELO 06
97
4.3.6.4 Forma do estrutural do pavimento de cobertura do modelo 06
FIGURA 44 – FORMA DO ESTRUTURAL DA COBERTURA DO MODELO 06
4.3.6.5 Formas dos estruturais do piso e da cobertura da casa de máquinas, caixa
d`água e corte esquemático do edifíciodo modelo 04
Este pavimento é igual ao do modelo 02
98
4.4 RESUMOS QUANTITATIVOS DOS MATERIAIS APLICADOS DOS MODELOS
4.4.1 Modelo 01
TABELA 58 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 01
ELEMENTOS
Blocos
Vigas
Lajes
Pilares
TOTAL GERAL
CONCRETO
(m3)
29,0
219,6
339,2
186,2
774,0
AÇO
(kg)
2.505,0
24.384,0
21.734,0
15.717,0
64.340,0
TABELA 59 - FUNDACÃO DO MODELO 01
MATERIAL
FORMAS
(m2)
115,0
3.319,0
3.847,6
2.181,4
9.463,0
QUANTIDADE
(m)
1.004,0
Estacas pré-moldadas de concreto (30x30) cm
4.4.2 Modelo 02
TABELA 60 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 02
ELEMENTOS
Blocos
Vigas
Lajes
Pilares
TOTAL GERAL
CONCRETO
(m3)
57,0
141,9
366,7
209,4
775,0
AÇO
(kg)
3.301,0
14.053,0
20.956,0
15.933,0
54.243,0
TABELA 61 - CONSUMO DE BLOCOS DE CONCRETO DO MODELO 02
MATERIAL
Blocos de concreto de (14x19,5x39) cm
TABELA 62 - FUNDAÇÃO DO MODELO 02
MATERIAL
Estacas pré-moldadas de concreto (30x30) cm
FORMAS
(m2)
131,0
2.174,0
3.880,0
2.403,0
8.588,0
QUANTIDADE
28.032,0
QUANTIDADE
(m)
990,0
99
4.4.3 Modelo 03
TABELA 63 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 03
ELEMENTOS
Blocos
Vigas
Lajes
Pilares
TOTAL GERAL
CONCRETO
(m3)
57,0
141,9
389,7
209,4
798,0
AÇO
(kg)
2.693,0
14.187,0
17.019,0
12.659,0
46.558,0
TABELA 64 - CONSUMO DE FORMAS PLÁTICAS DO MODELO 03
MATERIAL
Formas plásticas (moldes) por pavimento
FORMAS
(m2)
131,0
2.152,0
3.880,0
2.407,0
8.570,0
QUANTIDADE
742,0
TABELA 65 - FUNDAÇÃO DO MODELO 03
MATERIAL
QUANTIDADE
QU
(m)
946,0
Estacas pré-moldadas de concreto (30x30) cm
4.4.4 Modelo 04
TABELA 66 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 04
ELEMENTOS
Blocos
Vigas
Lajes
Pilares
TOTAL GERAL
CONCRETO
(m3)
57,7
133,1
441,7
179,0
811,5
AÇO
(kg)
2.672,0
14.643,0
27.183,0
11.555,0
56.053,0
FORMAS
(m2)
114,0
2.077,2
3.978,3
2.047,5
8.217,0
8
TABELA 67 - CONSUMO DE EPS (ISOPOR) DO MODELO QERIAL
m 0.048 Tc (179)Tj 20.16 m 0.048 BT /R
100
4.4.5 Modelo 05
TABELA 69 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 05
ELEMENTOS
Blocos
Vigas
Lajes
Pilares
TOTAL GERAL
CONCRETO
(m3)
57,7
133,1
494,2
179,0
864,0
AÇO
(kg)
3.067,0
14.753,0
24.966,0
12.757,0
55.543,0
TABELA 70 - CONSUMO DE FORMAS PLÁTICAS DO MODELO 05
MATERIAL
FORMAS
(m2)
114,0
2.066,2
3.978,3
2.047,5
8.206,0
QUANTIDADE
Formas plásticas (moldes) por pavimento
652,0
TABELA 71 - FUNDAÇÃO DO MODELO 05
MATERIAL
QUANTIDADE
(m)
928,0
Estacas pré-moldadas de concreto (30x30) cm
4.4.6 Modelo 06
TABELA 72 - RESUMO QUANTITATIVO DE MATERIAIS DO MODELO 06
ELEMENTOS
Blocos
Vigas
Lajes
Pilares
TOTAL GERAL
CONCRETO
(m3)
57,7
133,1
639,2
179,0
1.009,0
TABELA 73 - PROTENSÃO DO MODELO 06
MATERIAL
Aço de protensão CP-190 RB 12,7 mm
TABELA 74 - FUNDAÇÃO DO MODELO 06
MATERIAL
Estacas pré-moldadas de concreto (30x30) cm
AÇO
(kg)
3.097,0
18.355,0
30.836,0
18.470,0
70.758,0
FORMAS
(m2)
114,0
2.125,2
3.978,3
2.047,5
8.265,0
AÇO
(kg)
11.844,0
QUANTIDADE
(m)
1.008,0
101
5 ANÁLISE DE CUSTOS DOS MODELOS
5.1 CONSUMO DE MATERIAIS E ÍNDICES
Para avaliar a estrutura projetada em relação ao consumo de materiais, os
projetistas estruturais e também algumas construtoras, utilizam os seguintes índices:
•
espessura média (EM) – relação entre o volume total de concreto (VC) e
as áreas estruturadas do edifício (AE);
•
taxa de aço 1 (TA1) – relação entre consumo total de aço (CA) e o
volume total de concreto (VC);
•
taxa de aço 2 (TA2) - relação entre consumo total de aço (CA) e as
áreas estruturadas do edifício (AE);
•
taxa de aço 3 (TA3) – relação entre consumo total de aço de protensão
(CAP) e as áreas estruturadas com protensão (AEP);
•
índice de forma (IF) – relação entre área total de formas (AF) e as
áreas estruturadas do edifício (AE).
A área estruturada total de cada modelo analisado (AE= 4.544,0 m2), e para o
modelo 06 as áreas estruturadas com protensão (AEP= 3.440,0 m2).
Estes índices de consumo de materiais básicos, somente têm sentido para
obter os quantitativos de materiais em estruturas de concreto armado para projetos
arquitetônico semelhantes.
5.1.1 Consumo de materiais e índices dos modelos
Na TABELA 75 e na TABELA 76, serão apresentados todos os modelos
com os seus consumos de materiais e os índices.
Relação dos modelos:
•
Modelo 01 – sistema estrutural convencional com laje maciça;
•
Modelo 02 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento blocos de concreto;
•
Modelo 03 – sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas;
102
•
Modelo 04 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento EPS (poliestireno expandido-isopor);
•
Modelo 05 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas;
•
Modelo 06 - sistema estrutural com laje lisa maciça com o uso de
protensão não aderente (monocordoalha engraxada).
TABELA 75 – CONSUMO DE MATERIAIS (CONCRETO, AÇO E F
103
5.1.1.1 Consumos de concreto, aço e formas dos modelos
m³
Concreto
1100
1050
1000
950
900
850
800
750
700
650
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
I"KAJ"J"J
I"AJA"J"J"J
F"AHAG"G"G
FAGA"G"G"G
?"A? >">">
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EA? >">">
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LM
D ? >">">
D"A>A">">">
C ? >">">
CA>A">">">
@B? >">">
@ >A">">">
? >">">
>
1009,0 (+30,19% )
864,0 (+11,48% )
774,0 (-0,13% )
775,0
798,0 (+2,97% )
811,5 (+4,71% )
Modelo 01
Modelo 02
Modelo 03
Modelo 04
Modelo 05
Modelo 06
j"d"j"aA"bSc dUe n"m"dc _Aak\l
N"OP*OQSR QUT VWBXSR NYW*Z\[
a"`Ad"aAmc dUe n"mc m*_Sk\l a"a"Aa"_mc dUe noSc _SdAk\l
] OA^OPR Q
_A`"a"a"AbSc dUe fhgi_c gBjAk\l
"!
#$%&' $(*)
+,-./ ,01
243656798 3;:=<
m²
Formas
9600
9500
9400
9300
9200
9100
9000
8900
8800
8700
8600
8500
8400
8300
8200
8100
8000
7900
7800
7700
7600
7500
9463,0 (+10,19% )
8588,0
8570,0 (- 0,21% )
8217,0 (- 4,32% )
Modelo 01
Modelo 02
Modelo 03
Modelo 04
8206,0 (- 4,44% )
Modelo 05
8265,0 (- 3,76% )
Modelo 06
FIGURA 45 - CONSUMOS DE CONCRETO, AÇO E FORMAS DOS MODELOS
104
Na análise dos consumos, o modelo 02 foi tomado como referência para
verificar as diferenças de percentagens dos materiais porque na hipótese da
pesquisa (Capítulo 1) o sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento blocos de concreto foi considerado o mais econômico.
No modelo 01 verifica-se uma pequena diferença no consumo de concreto
(-0,13%) com aumento no consumo de aço (+18,56%) e formas (+10,19%). Devido
ás quantidades de vigas nos pavimentos tipo, o prazo de execução da estrutura é
maior que nos outros modelos, como demonstrado no item 5.2.1.
O modelo 03 apresenta uma diferença muito pequena no volume de
concreto (-2,97%) e formas (-0,21%), com menor consumo de aço (-14,17%). Estas
pequenas diferença em relação ao modelo 02 foram devido ao peso próprio das
lajes, analisando somente pelo consumo de materiais. Este modelo é o mais
econômico, mas tem-se levar em consideração na composição do custo final, as
formas plásticas e os forros de gesso acartonados.
No modelo 04 tem-se um pequeno aumento no consumo de concreto
(+4,71%) e aço (+3,74%) com menor consumo das formas (-4,32%). Deve-se levar
em consideração na composição do custo final o preço do EPS (isopor). Este
modelo tem também vãos das lajes maiores que o modelo 02.
O modelo 05 apresenta um aumento no consumo de concreto (+11,48%) e
aço (+2,40%) com menor consumo das formas (-4,44%). Tem-se levar em
consideração na composição do custo final, as formas plásticas e os forros de gesso
acartonados. Este modelo tem os vãos das lajes iguais ao modelo 04.
O modelo 06 apresenta um alto consumo de concreto (+30,19%) e aço armadura passiva (+30,45%) com menor consumo das formas (-3,76%).Tem-se
levar em consideração na composição do custo final, os custos da protensão. Os
vãos das lajes são maiores que o do modelo 02.
Em projetos arquitetônicos semelhantes que tenham subsolo para vagas de
garagens, o modelo 04 e modelo 05 apresentam-se com uma solução bastante
atraente, considerando os consumos de materiais e os vãos livres.
Na composição do custo final de cada modelo analisado, deve-se realizar
um orçamento levando-se em consideração não somente os consumos de materiais,
mas, a mão-de-obra, os equipamentos para execução, prazo de execução e a
construtibilidade.
105
5.2 ANÁLISE DE CUSTOS
Na composição do custo global do sistema estrutural de cada modelo,
foram utilizados o banco de dados da construtora AM5 Construções Ltda com sede
em Curitiba-PR, empresa com certificação do Programa Brasileiro de Qualidade e
Produtividade no Habitat (PQPH) e da ISO 9001 (produtos), com muita tradição na
construção de edifícios residenciais.
Para fundação dos modelos, os dados foram obtidos com a empresa Silwal
Sondagens e Fundações com sede em Curitiba-PR.
Para o serviço de protensão com monocordoalha engraxada utilizada no
modelo 06, os dados foram obtidos com a empresa Engeprot Engenharia e
Protensão Ltda com sede em Curitiba-PR.
Para composição do custo dos modelos foram considerados:
•
equipes de execução terceirizadas;
•
acessórios e complementos considerados no custo de mão-de-obra;
•
concreto usinado e bombeado;
•
aço adquirido cortado e dobrado;
•
formas dos blocos de fundação e baldrames moldadas no local;
•
formas de todos os pavimentos do modelo 01 foram consideradas
moldadas no local;
•
formas dos demais modelos locadas;
•
complementos de formas (compensados) considerados dentro do custo
de locação;
•
escoramento locado;
•
formas plásticas locadas;
•
forros de gesso acartonado como diferença entre chapisco o emboço e
reboco de teto;
•
aditivos adesivos para os revestimentos sobre o EPS (isopor).
Nos serviços de protensão foram considerados na mão-de-obra:
•
corte das cordoalhas;
•
lançamento e posicionamento das cordoalhas e ancoragens;
•
desforma e limpeza dos nichos de protensão;
106
•
marcação dos cabos para medida de alongamentos;
•
ancoragem Monocordoalha;
•
cunhas bi-partidas;
•
acessórios plásticos (nichos e luvas);
•
pré-blocagem das ancoragens passivas;
•
protensão dos cabos;
•
leitura dos alongamentos obtidos.
Nos itens seguintes apresentam-se os custo de cada modelo analisado.
5.2.1 Custo global e prazo de execução do modelo 01
TABELA 77 – CUSTO E PRAZO DE EXECUÇÃO DO MODELO 01
MATERIAIS
MÃO-DE-OBRA
TOTAL PARCIAL
(R$)
(R$)
(R$)
Concreto
185.760,0
19.350,0
205.110,0
Aço
176.163,0
90.076,0
266.239,0
Formas
98.794,0
162.774,0
261.558,0
Fundação
51.760,0
21.030,0
72.790,0
TOTAL GERAL
805.697,0
Concreto
25,46%
Fundação
9,03%
Aço
Formas
33,05%
32,46%
FIGURA 46 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 01
PRAZO
(DIAS)
180
107
5.2.2 Custo global e prazo de execução do modelo 02
TABELA 78 – CUSTO E PRAZO DE EXECUÇÃO DO MODELO 02
MATERIAIS
MÃO-DE-OBRA
TOTAL PARCIAL
(R$)
(R$)
(R$)
Concreto
186.000,0
19.375,0
205.375,0
Aço
148.517,0
75.940,0
224.457,0
Formas
55.737,0
90.573,0
146.310,0
Blocos de concreto
36.442,0
36.442,0
Fundação
50.940,0
20.750,0
71.690,0
TOTAL GERAL
684.274,0
PRAZO
(DIAS)
120
Concreto
30,01%
Fundação
10,48%
Blocos de Concreto
5,33%
Formas
21,38%
Aço
32,80%
FIGURA 47 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 02
5.2.3 Custo global e prazo de execução do modelo 03
TABELA 79 – CUSTO E PRAZO DE EXEÇUCÃO DO MODELO 03
MATERIAIS
MÃO-DE-OBRA
TOTAL PARCIAL
(R$)
(R$)
(R$)
Concreto
191.520,0
19.950,0
211.470,0
Aço
108.840,0
65.181,0
174.021,0
Formas
55.737,0
90.389,0
146.126,0
Formas plásticas
11.353,0
11.353,0
Forro de gesso
63.988,0
63.988,0
Fundação
48.740,0
19.870,0
68.610,0
TOTAL GERAL
675.568,0
Concreto
31,30%
Aço
25,76%
Fundação
10,16%
Forro de Gesso
9,47%
1,68%
Formas Plásticas
Formas
21,63%
FIGURA 48 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 03
PRAZO
(DIAS)
120
108
5.2.4 Custo global e prazo de execução do modelo 04
TABELA 80 – CUSTO E PRAZO DE EXECUÇÃO DO MODELO 04
MATERIAIS
MÃO-DE-OBRA
TOTAL PARCIAL
(R$)
(R$)
(R$)
Concreto
194.760,0
20.288,0
215.048,0
Aço
127.709,0
78.474,0
206.183,0
Formas
55.225,0
86.445,0
141.670,0
EPS (isopor)
57.616,0
57.616,0
Fundação
50.700,0
19.790,0
70.490,0
TOTAL GERAL
691.007,0
PRAZO
(DIAS)
120
Concreto
31,12%
Fundação
10,20%
EPS
8,34%
Aço
29,84%
Formas
20,50%
FIGURA 49 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 04
5.2.5 Custo global e prazo de execução do modelo 05
TABELA 81 – CUSTO E PRAZO DE EXECUÇÃO DO MODELO 05
MATERIAIS
MÃO-DE-OBRA
TOTAL PARCIAL
(R$)
(R$)
(R$)
Concreto
207.360,0
21.600,0
228.960,0
Aço
126.529,0
77.760,0
204.289,0
Formas
55.226,0
86.333,0
141.559,0
Formas plásticas
9.608,0
9.608,0
Forro de gesso
63.988,0
63.988,0
Fundação
50.000,0
19.510,0
69.510,0
TOTAL GERAL
717.914,0
Concreto
31,89%
Aço
28,46%
Fundação
9,68%
Forro de gesso
8,91%
Formas plásticas 1,34%
Formas
19,72%
FIGURA 50 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 05
PRAZO
(DIAS)
120
109
5.2.6 Custo global e prazo de execução do modelo 06
TABELA 82 – CUSTO E PRAZO DE EXECUÇÃO DO MODELO 06
MATERIAIS MÃO-DE-OBRA TOTAL PARCIAL PRAZO
(R$)
(R$)
(R$)
(DIAS)
Concreto
242.160,0
25.225,0
267.385,0
Aço
167.553,0
99.061,0
266.614,0
Formas
55.226,0
86.935,0
142.161,0
Protensão
72.602,0
36.716,0
109.318,0
Fundação
54.480,0
21.110,0
75.590,0
TOTAL GERAL
861.068,0
120
Fundação
8,78%
Concreto
31,05%
Protensão
12,70%
Aço
30,96%
Formas
16,51%
FIGURA 51 - CUSTO PERCENTUAL DE CADA ETAPA DO MODELO 06
5.3 COMPARATIVO DO CUSTO DOS MODELOS
A TABELA 83 e a FIGURA 52 apresentam o comparativo do custo de todos os
modelos analisados.
TABELA 83 – CUSTO COMPARATIVO DOS MODELOS
MODELO 01 MODELO 02 MODELO 03 MODELO 04
(R$)
(R$)
(R$)
(R$)
805.697,0
(+17,74%)
684.274,0
675.568,0
(-1,27%)
691.007,0
(+0,98%)
MODELO 05
(R$)
717.914,0
(+4,92%)
MODELO 06
(R$)
861.068,0
+(25,84%)
110
R$ 1.000.000,0
861.068,0
R$ 900.000,0
805.697,0
R$ 800.000,0
R$ 700.000,0
684.274,0
717.914,0
675.568,0
691.007,0
-1,27 %
+ 0,98 %
+ 4,92 %
Modelo 03
Modelo 04
Modelo 05
+ 25,84 %
+17,74 %
R$ 600.000,0
R$ 500.000,0
R$ 400.000,0
R$ 300.000,0
R$ 200.000,0
R$ 100.000,0
R$ -
Modelo 01
Modelo 02
Modelo 06
FIGURA 52 - CUSTO COMPARATIVO DOS MODELOS
5.4
COMPARATIVO DO CUSTO DAS ESTRUTURAS COM O VALOR DA
EDIFICAÇÃO
O edifício foi orçado de acordo com os dados do Sindicato da Indústria da
Construção Civil no Estado do Paraná – (SINDUSCON - PR) e a norma
ABNT NBR 12271:1992 - Avaliação de custos unitários e preparo de orçamento de
construção para incorporação de edifício em condomínio. O custo unitário básico
(CUB) para o padrão H123N (H - habitação, 12 - doze pavimentos, 3 - três quartos e
N – acabamento normal) é de R$=761,36/m2 (dez de 2006). A área construída do
edifício é igual a 4.350,0 m2, obteve-se o custo total da edificação considerando
todos os insumos pertinentes o valor de R$=4.350.000,0 (quatro milhões trezentos e
cinqüenta mil reais).
TABELA 84 – COMPARATIVO DO CUSTO DAS ESTRUTURAS COM O VALOR
DA
EDIFICAÇÃO
MODELO MODELO MODELO MODELO MODELO MODELO
01
02
03
04
05
06
CUSTO (R$)
805.697,0 684.274,0 675.568,0 691.007,0 717.914,0 861.068,0
PERCENTUAL (%)
18,52
15,73
15,53
15,88
16,50
19,79
111
A hipótese principal deste trabalho foi que o sistema estrutural com laje lisa
nervurada utilizando como material de enchimento blocos de concreto (modelo 02)
seria o mais econômico. No entanto, o modelo 03, mostrou-se com um custo um
pouco menor (diferença de -1,27%, como mostrado na TABELA 85).
O sistema estrutural (modelo 02) que serviu de referência para o
desenvolvimento desse trabalho, com pequenas alterações, foi utilizado pela
empresa de projeto estrutural Kalkulo Projetos Estruturais para um edifício
residencial construído na cidade de Joinville-SC no ano de 1997. Na época, nos
estudos realizados por esta empresa consideraram a solução mais econômica.
Verifica-se que o sistema estrutural orçado (modelo 02) com os custos de
materiais da região metropolitana de Curitiba pode ser considerado uma alternativa
economicamente viável.
Para os projetos que apresentam certas semelhanças com os modelos
analisados neste trabalho, é possível utilizar-se dos índices de consumos de
materiais indicados na TABELA 75, e com uma análise das demais tabelas deste
capítulo, obter o custo de uma estrutura de concreto.
112
6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES
6.1 CONCLUSÕES
Como existe uma variedade de sistemas estruturais possíveis para um
mesmo projeto arquitetônico, em alguns casos os projetistas estruturais encontram
dificuldades para analisar qual a solução mais econômica para o projeto estrutural.
Na análise econômica devem ser levados em conta fatores como:
•
consumo de materiais;
•
mão-de-obra;
•
métodos construtivos;
•
racionalização;
•
prazo de execução;
•
construtibilidade;
•
sustentabilidade.
A utilização de software para projetos estruturais tem permitido aos
projetistas (calculistas) lançar várias alternativas estruturais obtendo de um modo
rápido os consumos de materiais. Desta forma, as construtoras podem avaliar os
custos das estruturas propostas.
Esta fase de análise é muito importante porque o custo da estrutura pode
variar entre 15% a 20% do custo da edificação, como demonstrado no Capítulo 5.
O modelo 01 - sistema estrutural convencional com laje maciça - tem um
custo de +17,74% maior que o modelo de referência (modelo 02) e 18,52% em
relação ao custo da edificação. As formas e o prazo de execução oneraram esta
solução que é muito utilizada na região metropolitana de Curitiba.
O modelo 03 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas – apresentou um diferencial de custo de
-1,27% em relação ao modelo 02 e 15,53% em relação ao custo da edificação. É
uma solução interessante para as instalações com a utilização dos forros de gesso.
O modelo 04 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento EPS (poliestireno expandido-isopor) apresentou um
diferencial de custo de +0,98% em relação ao modelo 02 e 15,88% em relação ao
custo da edificação. Verifica-se que esta solução apresenta uma diferença mínima
113
de custo com o modelo 02. É recomendada para edifícios que tenham subsolo
determinado para garagens em função de vãos maiores entre os pilares. Permite
também alteração no leiaute do apartamento quando solicitado pelo cliente sendo
um forte argumento de venda para a construtora. Essa solução não necessita de
forro de gesso.
O modelo 05 - sistema estrutural com laje lisa nervurada utilizando como
material de enchimento formas plásticas - apresentou um diferencial de custo de
+4,92% em relação ao modelo 02 e 16,50% em relação ao custo da edificação. Essa
solução tem a mesma distribuição de pilares que o modelo 04 possuindo portanto as
mesmas vantagens.
O Modelo 06 - sistema estrutural com laje lisa maciça com o uso de
protensão não aderente (monocordoalha engraxada) - tem um diferencial de custo
de +25,84% em relação ao modelo de referência (modelo 02) e 19,79% em relação
ao custo da edificação. Para este projeto arquitetônico não é uma solução
recomendada.
O modelo 03 apresentou um diferencial de custo de -1,27% em relação ao
modelo 02, em grande parte devido ao custo de locação das formas plásticas que foi
considerado no orçamento R$0,17/unidade/dia, valor bastante reduzido em função
da concorrência. Essa solução não foi adotada pela empresa Kalkulo Projetos
Estruturais porque na época (1997) o valor de locação era aproximadamente
5(cinco) vezes maior.
A escolha de um sistema estrutural para um determinado projeto
arquitetônico não é uma tarefa simples. Requer dos profissionais envolvidos,
arquitetos e engenheiros, conhecimento dos métodos construtivos, dos materiais
empregados, da durabilidade, da segurança estrutural e da funcionalidade que se
pretende para a construção.
6.2 SUGESTÕES PARA DESENVOLVIMENTO DE TRABALHOS FUTUROS
Apresentam-se a seguir algumas sugestões de sistemas estruturais que
poderiam ser desenvolvidos:
•
substituir no modelo 01 as lajes maciças por lajes nervuradas prémoldadas treliçadas;
114
•
substituir no modelo 02 as lajes lisas nervuradas com material de
enchimento blocos de concreto, por lajes nervuradas pré-moldadas
treliçadas;
•
substituir no modelo 02 os blocos de concreto por EPS (isopor);
•
substituir no modelo 06 as lajes lisas maciças com protensão não
aderente por sistema aderente;
•
substituir no modelo 06 as lajes lisas maciças por lajes nervuradas com
protensão não aderente, usando como material de enchimento formas
plásticas.
115
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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cálculo de estruturas de edificações – Procedimento. Rio de Janeiro, 1980.
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TECNOLOGIA
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